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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Hybridelektrofahrzeug und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf eine Leitvorrichtung für ein modulares Hybridgetriebe.
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HINTERGRUND
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Hybridelektrofahrzeuge (HEVs) verwenden sowohl eine Brennkraftmaschine als auch eine elektrische Arbeitsmaschine, die entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden können, um das Fahrzeug anzutreiben. Durch die HEVs können verschiedene Antriebsstränge verwendet werden. Ein Typ des Antriebsstrangs wird als eine parallele Konfiguration bezeichnet, in der die Kraftmaschine durch eine Ausrückkupplung mit der elektrischen Arbeitsmaschine verbunden ist und die elektrische Arbeitsmaschine einen Drehmomentwandlereingang eines Getriebes antreibt. Das Getriebe besitzt einen Ausgang, der mit einem Differential verbunden ist, das an die Antriebsräder des Fahrzeugs gekoppelt ist. HEVs sind beispielsweise in
DE 10 2013 201 243 A1 und
JP 2012 - 111 366 A offenbart.
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Es kann erwünscht sein, einige Komponenten des Antriebsstrangs, wie z. B. die Ausrückkupplung, in einer nassen Umgebung des Getriebes zu positionieren. Es kann jedoch schwierig sein, ein Schmiermittel von der Ausrückkupplung zurück zu dem Getriebe abzuleiten. Dementsprechend sind zusätzliche Verbesserungen in diesem Gebiet der Technik erwünscht.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Erfindungsgemäß ist eine Anordnung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Ferner ist erfindungsgemäß eine Anordnung gemäß Anspruch 2 bereitgestellt.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorangehenden Anordnung befindet sich die Leitvorrichtung radial zwischen einem Drehmomentwandlergehäuse des Drehmomentwandlers und einem Getriebegehäuse des Getriebes.
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Die Leitvorrichtung teilt den Raum zwischen einer unteren Mittenposition eines Drehmomentwandlergehäuses und einem Getriebegehäuse in eine nasse Seite und eine trockene Seite.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform irgendeiner der vorangehenden Anordnungen sind das Frontmodul, der Drehmomentwandler und das Getriebe Teil eines modularen Hybridgetriebes.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform irgendeiner der vorangehenden Anordnungen enthält die Leitvorrichtung eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand, die sich von einem Boden erstrecken.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform irgendeiner der vorangehenden Anordnungen ist der Boden ein gekrümmter Boden und enthalten die erste Seitenwand und/oder die zweite Seitenwand einen nicht planaren Abschnitt.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform irgendeiner der vorangehenden Anordnungen enthalten die erste Seitenwand und/oder die zweite Seitenwand eine Befestigungsplatte, die dafür ausgelegt ist, die Leitvorrichtung entweder an dem Frontmodul oder an dem Getriebe anzubringen.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform irgendeiner der vorhergehenden Anordnungen erstreckt sich ein Abstreifer zwischen der ersten Seitenwand und der zweiten Seitenwand und ist ein Abstreiferfenster unter dem Abstreifer angeordnet.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform irgendeiner der vorangehenden Anordnungen ist die Leitvorrichtung um eine untere Mittenposition eines Gehäuses des Drehmomentwandlers eingepasst.
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An einer Grenzfläche zwischen dem Frontmodul und dem Getriebe befindet sich eine Ecke, wobei die Ecke dafür ausgelegt ist, den Schmiermitteldurchgang zwischen der Leitvorrichtung und dem Getriebe zu definieren.
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden für die Fachleute auf dem Gebiet aus der folgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich. Die Zeichnungen, die die ausführliche Beschreibung begleiten, können wie folgt kurz beschrieben werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang eines Hybridelektrofahrzeugs.
- 2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer modularen Hybridgetriebeanordnung.
- 3 veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer modularen Hybridgetriebeanordnung.
- 4 veranschaulicht eine weitere Ansicht einer modularen Hybridgetriebeanordnung.
- 5A und 5B veranschaulichen eine Leitvorrichtung einer modularen Hybridgetriebeanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 6A und 6B veranschaulichen eine Leitvorrichtung einer modularen Hybridgetriebeanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung bezieht sich auf eine modulare Hybridgetriebeanordnung für die Verwendung in Hybridelektrofahrzeugen. Die modulare Hybridgetriebeanordnung enthält ein Frontmodul, das eine elektrische Arbeitsmaschine und eine Ausrückkupplung unterbringt. Ein Drehmomentwandler ist axial zwischen dem Frontmodul und einem Schaltgetriebe positioniert. Eine Leitvorrichtung ist radial zwischen dem Drehmomentwandler und einem Gehäuse positioniert, um einen Hohlraum dazwischen in eine nasse Seite und eine trockene Seite zu unterteilen. Das Schmiermittel kann von dem Frontmodul entlang der nassen Seite der Leitvorrichtung abgeleitet werden, um eine Störung des Betriebs des Drehmomentwandlers zu vermeiden. Diese und weitere Merkmale sind hier ausführlicher erörtert.
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1 veranschaulicht schematisch ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) 10. Obwohl die vorliegende Offenbarung als ein HEV veranschaulicht ist, kann sie auf andere Typen von Elektrofahrzeugen anwendbar sein. Obwohl in 1 eine spezifische Beziehung der Komponenten veranschaulicht ist, ist diese Veranschaulichung außerdem nicht vorgesehen, diese Offenbarung einzuschränken. Mit anderen Worten, es sollte leicht erkannt werden, dass die Anordnung und die Orientierung der verschiedenen Komponenten des HEV 10 innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung variieren könnten.
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Das beispielhafte HEV 10 enthält einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 enthält eine Kraftmaschine 14 und ein Getriebe 16, das durch die Kraftmaschine 14 angetrieben ist. In einer Ausführungsform ist das Getriebe 16 ein modulares Hybridgetriebe (MHT). Das Getriebe 16 kann eine elektrische Arbeitsmaschine 18, die durch eine Batterie 20 angetrieben ist, einen Drehmomentwandler 22 und ein Mehrfachstufenverhältnis-Automatikgetriebe oder Schaltgetriebe 24 enthalten. In einer Ausführungsform ist die elektrische Arbeitsmaschine 18 als ein Elektromotor konfiguriert. Die elektrische Arbeitsmaschine 18 könnte innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung alternativ als ein Generator oder ein kombinierter Motor/Generator konfiguriert sein.
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Die Kraftmaschine 14 und die elektrische Arbeitsmaschine 18 können beide als verfügbare Antriebsquellen für das HEV 10 verwendet werden. Die Kraftmaschine 14 repräsentiert im Allgemeinen eine Leistungsquelle, die eine Brennkraftmaschine, wie z. B. eine durch Benzin, Diesel oder Erdgas angetriebene Kraftmaschine, oder eine Brennstoffzelle enthalten kann. Die Kraftmaschine 14 erzeugt Leistung und ein entsprechendes Drehmoment, das der elektrischen Arbeitsmaschine 18 zugeführt wird, wenn eine Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26, die zwischen der Kraftmaschine 14 und der elektrischen Arbeitsmaschine 18 angeordnet ist, wenigstens teilweise eingerückt ist.
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Die elektrische Arbeitsmaschine 18 kann durch irgendeinen von mehreren Typen der elektrischen Arbeitsmaschinen implementiert sein. Als eine nicht einschränkende Ausführungsform könnte die elektrische Arbeitsmaschine 18 ein Permanentmagnet-Synchronmotor sein.
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Die Leistungselektronik 28 ist dafür ausgelegt, die durch die Batterie 20 bereitgestellte Gleichstromleistung (DC-Leistung) für die Anforderungen der elektrischen Arbeitsmaschine 18 zu konditionieren, wie im Folgenden spezieller erörtert wird. Die Leistungselektronik 28 kann z. B. der elektrischen Arbeitsmaschine 18 einen Dreiphasen-Wechselstrom (Dreiphasen-AC) bereitstellen.
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Wenn die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt ist, ist eine Leistungsströmung von der Kraftmaschine 14 zu der elektrischen Arbeitsmaschine 18 oder von der elektrischen Arbeitsmaschine 18 zu der Kraftmaschine 14 möglich. Die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 kann eingerückt sein und die elektrische Arbeitsmaschine 18 kann als ein Generator arbeiten, um die durch eine Kurbelwelle 30 und eine Welle 32 der elektrischen Arbeitsmaschine bereitgestellte Rotationsenergie in elektrische Energie umzusetzen, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 kann außerdem ausgerückt sein, um die Kraftmaschine 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 zu isolieren, so dass die elektrische Arbeitsmaschine 18 als die einzige Leistungsquelle zum Antreiben des HEV 10 wirken kann.
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Die Welle 32 der elektrischen Arbeitsmaschine kann durch die elektrische Arbeitsmaschine 18 verlaufen. Die elektrische Arbeitsmaschine 18 ist kontinuierlich mit der Welle 32 der elektrischen Arbeitsmaschine antreibbar verbunden, wohingegen die Kraftmaschine 14 nur mit der Welle 32 der elektrischen Arbeitsmaschine antreibbar verbunden ist, wenn die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt ist.
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Die elektrische Arbeitsmaschine 18 ist über die Welle 32 der elektrischen Arbeitsmaschine mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist deshalb mit der Kraftmaschine 14 verbunden, wenn die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt ist. Der Drehmomentwandler 22 enthält ein an der Welle 32 der elektrischen Arbeitsmaschine befestigtes Pumpenrad und eine an einer Getriebe-Eingangswelle befestigte Turbine. Der Drehmomentwandler 22 stellt folglich eine hydraulische Kupplung zwischen der Welle 32 der elektrischen Arbeitsmaschine und der Getriebe-Eingangswelle 34 bereit.
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Der Drehmomentwandler 22 überträgt die Leistung von dem Pumpenrad zu der Turbine, wenn sich das Pumpenrad schneller als die Turbine dreht. Die Größe des Turbinendrehmoments und des Pumpenraddrehmoments hängen im Allgemeinen von den relativen Drehzahlen ab. Wenn das Verhältnis der Pumpenraddrehzahl zur Turbinendrehzahl ausreichend hoch ist, ist das Turbinendrehmoment ein Vielfaches des Pumpenraddrehmoments. Eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36 kann außerdem bereitgestellt sein. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36 eingerückt ist, koppelt sie das Pumpenrad und die Turbine des Drehmomentwandlers 22 reibschlüssig oder mechanisch, um eine effizientere Leistungsübertragung zu ermöglichen. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36 kann als eine Anfahrkupplung betrieben werden, um ein gleichmäßiges Anfahren des Fahrzeugs bereitzustellen. Alternativ oder in Kombination kann eine Anfahrkupplung ähnlich zur Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 zwischen der elektrischen Arbeitsmaschine 18 und dem Schaltgetriebe 24 für Anwendungen bereitgestellt sein, die keinen Drehmomentwandler 22 oder keine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36 enthalten. In einigen Ausführungsformen wird die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 im Allgemeinen als eine stromaufwärts gelegene Kupplung bezeichnet, während die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36 (die eine Anfahrkupplung sein kann) im Allgemeinen als eine stromabwärts gelegene Kupplung bezeichnet wird.
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Das Schaltgetriebe 24 kann (nicht gezeigte) Zahnradsätze enthalten, die unter Verwendung verschiedener Gangübersetzungen durch den selektiven Eingriff von Reibungselementen, wie z. B. (nicht gezeigten) Kupplungen und Bremsen, selektiv betrieben werden können, um die gewünschten mehreren diskreten oder Stufen-Antriebsübersetzungen herzustellen. Die Reibungselemente sind durch einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um das Verhältnis zwischen einer Getriebe-Ausgangswelle 38 und der Getriebe-Eingangswelle 34 zu steuern. Das Schaltgetriebe 24 kann von einem Übersetzungsverhältnis zu einem weiteren basierend auf verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und verschiedenen Umgebungsbedingungen durch einen zugeordneten Controller, wie z. B. eine Antriebsstrang-Steuereinheit (PCU) 40, automatisch geschaltet werden. Das Schaltgetriebe 24 stellt dann das Ausgangsdrehmoment des Antriebsstrangs der Getriebe-Ausgangswelle 38 bereit.
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Es sollte erkannt werden, dass das mit einem Drehmomentwandler 22 verwendete hydraulisch gesteuerte Schaltgetriebe 24 nur eine nicht einschränkende Ausführungsform eines Schaltgetriebes oder einer Getriebeanordnung ist und dass irgendein Schaltgetriebe mit mehreren Übersetzungsverhältnissen, das ein Eingangsdrehmoment(e) von einer Kraftmaschine und/oder einem Motor annimmt und dann bei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen einer Ausgangswelle Drehmoment bereitstellt, für die Verwendung mit den Ausführungsformen dieser Offenbarung annehmbar ist. Das Schaltgetriebe 24 kann z. B. durch ein automatisiertes (oder manuelles) Schaltgetriebe (ATM) implementiert sein, das einen oder mehrere Servomotoren enthält, um Schaltgabeln entlang einer Schaltschiene zu verschieben und/oder zu drehen, um eine gewünschte Gangübersetzung auszuwählen. Wie durch die Fachleute im Allgemeinen erkannt wird, kann ein ATM z. B. in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen verwendet werden.
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Die Getriebe-Ausgangswelle 38 kann mit einem Differential verbunden sein. Das Differential 42 treibt ein Paar von Rädern 44 über jeweilige Achsen 46 an, die mit dem Differential 42 verbunden sind. In einer Ausführungsform überträgt das Differential 42 ein etwa gleiches Drehmoment an jedes Rad 44, während es leichte Drehzahlunterschiede ermöglicht, wie z. B. wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Es können verschiedene Typen von Differentialen oder ähnlichen Vorrichtungen verwendet werden, um das Drehmoment vom Antriebsstrang 12 zu einem oder mehreren Rädern 44 zu verteilen. In einigen Anwendungen kann z. B. die Drehmomentverteilung in Abhängigkeit von dem speziellen Betriebsmodus oder der speziellen Betriebsbedingung variieren.
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Der Antriebsstrang 12 kann außerdem eine zugeordnete Antriebsstrang-Steuereinheit (PCU) 40 enthalten. Während die PCU 40 schematisch als ein einziger Controller veranschaulicht ist, kann sie ein Teil eines größeren Steuersystems sein und kann durch verschiedene andere Controller überall im HEV 10, wie z. B. einen Fahrzeugsystem-Controller (VSC), gesteuert sein. Es sollte deshalb erkannt werden, dass die PCU 40 und ein oder mehrere andere Controller gemeinsam als ein „Controller“ bezeichnet werden können, der verschiedene Aktuatoren in Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen zu steuern, wie z. B. das Starten/Stoppen der Kraftmaschine 14, das Betreiben der elektrischen Arbeitsmaschine 18, um Raddrehmoment bereitzustellen oder die Batterie 20 zu laden, das Auswählen oder zeitliche Planen von Getriebe-Schaltvorgängen usw. Die PCU 40 kann einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU) enthalten, der bzw. die mit verschiedenen Typen computerlesbarer Speichervorrichtungen oder -medien in Verbindung steht. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können z. B. flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher in einem Festwertspeicher (ROM), einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) und einem Erhaltungsspeicher (KAM) enthalten. Der KAM ist ein beständiger oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariable zu speichern, während die CPU abgeschaltet ist. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung irgendeiner von einer Anzahl bekannter Speichervorrichtungen, wie z. B. PROMs (programmierbarer Festwertspeicher), EPROMs (elektrischer PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder irgendwelcher anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder Kombinations-Speichervorrichtungen, implementiert sein, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen repräsentieren, die durch den Controller beim Steuern der Kraftmaschine oder des Fahrzeugs verwendet werden.
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Die PCU 40 kann außerdem mit verschiedenen Kraftmaschinen-/Fahrzeugsensoren und -aktuatoren über eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (E/A-Schnittstelle) in Verbindung stehen, die als eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, die verschiedene Rohdaten oder die Konditionierung, Verarbeitung und/oder Umsetzung von Signalen, den Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um spezielle Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden.
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Wie in 1 schematisch veranschaulicht ist, kann die PCU 40 Signale zu und/oder von der Kraftmaschine 14, zu und/oder von der Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26, zu und/oder von der elektrischen Arbeitsmaschine 18, zu und/oder von der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36, zu und/oder von dem Schaltgetriebe 24 und zu und/oder von der Leistungselektronik 28 übertragen. Die Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet erkennen verschiedene Funktionen oder Komponenten, die durch die PCU 40 innerhalb jedes der oben identifizierten Untersysteme gesteuert sein können, obwohl dies nicht explizit veranschaulicht ist. Repräsentative Beispiele der Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt unter Verwendung der Steuerlogik betätigt werden können, die durch den Controller ausgeführt wird, enthalten die Zeitsteuerung, die Rate und den Zeitraum der Kraftstoffeinspritzung, die Drosselklappenventilposition, die Zündzeitsteuerung der Zündkerzen (für Funkenzündungs-Kraftmaschinen), die Zeitsteuerung und den Zeitraum der Einlass-/Auslassventile, die Komponenten des Zubehörantriebs am vorderen Ende (FEAD), wie z. B. einen Drehstromgenerator, einen Klimaanlagenkompressor, das Laden der Batterie, die Rückgewinnungsbremsung, den M/G-Betrieb, die Kupplungsdrücke für die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26, die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36 und das Schaltgetriebe 24 und dergleichen. Die Sensoren, die eine Eingabe durch die E/A-Schnittstelle übertragen, können verwendet werden, um z. B. den Turbolader-Ladedruck, die Kurbelwellenposition (PIP), die Kraftmaschinendrehzahl (RPM), die Raddrehzahlen (WS1, WS2), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), die Kühlmitteltemperatur (ECT), den Einlasskrümmerdruck (MAP), die Fahrpedalposition (PPS), die Zündschalterposition (IGN), die Drosselklappenventilposition (TP), die Lufttemperatur (TMP), den Abgassauerstoff (EGO) oder die Konzentration oder das Vorhandensein anderer Abgaskomponenten, die Einlassluftströmung (MAF), den Getriebegang, das Übersetzungsverhältnis oder den Getriebemodus, die Getriebeöltemperatur (TOT), die Getriebeturbinendrehzahl (TS), den Status (TCC) der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36, den Verzögerungs- oder Schaltmodus anzugeben.
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Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einem oder mehreren Controllern implementiert sein. Wenn die Steuerlogik in Software implementiert ist, kann sie in einer bzw. einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, die gespeicherte Daten besitzen, die Code oder Anweisungen repräsentieren, der bzw. die durch einen Computer ausgeführt wird bzw. werden, um das Fahrzeug oder seine Untersysteme zu steuern. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere von einer Anzahl bekannter physischer Vorrichtungen enthalten, die elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicher verwenden, um ausführbare Anweisungen und zugeordnete Eichinformationen, Betriebsvariable und dergleichen zu halten.
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Ein Fahrpedal 48 wird durch den Fahrer des HEV 10 verwendet, um einen Befehl des angeforderten Drehmoments, der angeforderten Leistung oder des angeforderten Antriebs bereitzustellen, um das HEV 10 anzutreiben. Im Allgemeinen erzeugt das Niederdrücken und das Freigeben des Pedals 48 ein Fahrpedalpositionssignal, das durch die PCU 40 als eine Anforderung für vergrößerte Leistung bzw. verringerte Leistung interpretiert werden kann. Basierend auf wenigstens der Eingabe von dem Pedal 48 befiehlt die PCU 40 das Drehmoment von der Kraftmaschine 14 und/oder der elektrischen Arbeitsmaschine 18. Die PCU 40 steuert außerdem sowohl die Zeitsteuerung des Schaltens der Gänge innerhalb des Schaltgetriebes 24 als auch den Eingriff oder das Lösen der Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36. Ähnlich zu der Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36 über einen Bereich zwischen den eingerückten und den ausgerückten Positionen moduliert werden. Dies erzeugt zusätzlich zu dem variablen Rutschen, das durch die hydrodynamische Kopplung zwischen dem Pumpenrad und der Turbine erzeugt wird, ein variables Rutschen in dem Drehmomentwandler 22. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 36 in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung als eingerastet oder offen betrieben werden, ohne einen Modus des modulierten Betriebs zu verwenden.
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Um das HEV 10 mit der Kraftmaschine 14 anzutreiben, ist die Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt, um wenigstens einen Anteil des Kraftmaschinendrehmoments durch die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 zu der elektrischen Arbeitsmaschine 18 und dann von der elektrischen Arbeitsmaschine 18 durch den Drehmomentwandler 22 und das Schaltgetriebe 24 zu übertragen. Die elektrische Arbeitsmaschine 18 kann die Kraftmaschine 14 durch das Bereitstellen zusätzlicher Leistung, um die Welle 32 der elektrischen Arbeitsmaschine zu drehen, unterstützen. Dieser Betriebsmodus kann als ein „Hybridmodus“ oder als ein „elektrisch unterstützter Modus“ bezeichnet werden.
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Um das HEV 10 unter Verwendung der elektrischen Arbeitsmaschine 18 als die einzige Leistungsquelle anzutreiben, bleibt die Leistungsströmung dieselbe, mit Ausnahme, dass die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 die Kraftmaschine 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 isoliert. Die Verbrennung in der Kraftmaschine 14 kann während dieses Zeitraums gesperrt oder anderweitig AUS-geschaltet sein, um Kraftstoff einzusparen. Die Batterie 20 überträgt die gespeicherte elektrische Energie durch die Verdrahtung 50 zu der Leistungselektronik 28, die z. B. einen Inverter enthalten kann. Die Leistungselektronik 28 setzt die Gleichspannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung um, die durch die elektrische Arbeitsmaschine 18 verwendet wird.
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Die PCU 40 befiehlt der Leistungselektronik 28, die Spannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung umzusetzen, die der elektrischen Arbeitsmaschine 18 bereitgestellt wird, um der Welle 32 der elektrischen Arbeitsmaschine ein positives oder ein negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als ein „ausschließlich elektrischer“ oder „EV“-Betriebsmodus bezeichnet werden.
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In jedem Betriebsmodus kann die elektrische Arbeitsmaschine 18 als ein Motor wirken und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Alternativ könnte die elektrische Arbeitsmaschine 18 als ein Generator wirken und kinetische Energie vom HEV 10 in elektrische Energie umsetzen, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Die elektrische Arbeitsmaschine 18 kann z. B. als ein Generator wirken, während die Kraftmaschine 14 Antriebsleistung für das HEV 10 bereitstellt. Die elektrische Arbeitsmaschine 18 kann außerdem während der Zeiträume der Rückgewinnungsbremsung, in denen Rotationsenergie von den sich drehenden Rädern 44 durch das Schaltgetriebe 24 zurück übertragen wird und in elektrische Energie für die Speicherung in der Batterie 20 umgesetzt wird, als ein Generator wirken.
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Es sollte erkannt werden, dass die im hohen Grade schematische Darstellung nach 1 lediglich beispielhaft ist und nicht als diese Offenbarung einschränkend vorgesehen ist. Es werden zusätzlich oder alternativ andere Konfigurationen betrachtet, die den selektiven Eingriff sowohl einer Kraftmaschine als auch eines Motors verwenden, um durch das Getriebe zu übertragen. Die elektrische Arbeitsmaschine 18 kann z. B. von der Kurbelwelle 30 versetzt sein oder es kann ein zusätzlicher Motor bereitgestellt sein, um die Kraftmaschine 14 zu starten. Es werden andere Konfigurationen betrachtet, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
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Die 2 und 3 veranschaulichen eine modulare Hybridgetriebeanordnung 116, die in einem Elektrofahrzeug, wie z. B. dem HEV 10 nach 1, verwendet werden kann. In dieser Offenbarung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, wo es geeignet ist, wobei die Bezugszeichen mit der Ergänzung von 100 oder Vielfachen davon modifizierte Elemente bezeichnen, die so verstanden werden, dass sie die gleichen Merkmale und Vorteile der entsprechenden ursprünglichen Elemente enthalten.
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Die modulare Hybridgetriebeanordnung 116 enthält ein Frontmodul 52, ein Schaltgetriebe 24 hinter dem Frontmodul 52 und einen Drehmomentwandler axial zwischen dem Frontmodul 52 und dem Schaltgetriebe 24. Das Frontmodul 52 enthält ein Gehäuse 54, das eine elektrische Arbeitsmaschine 18 und eine Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 im Wesentlichen einschließt (siehe 2). Ein Getriebegehäuse 60 (siehe 2, wobei es in 3 für die Deutlichkeit entfernt ist) schließt das Schaltgetriebe 24 im Wesentlichen ein, während es den Drehmomentwandler 22 wenigstens teilweise einschließt. Wie in 2 gezeigt ist, kann der Drehmomentwandler 22 sowohl durch das Gehäuse 54 als auch durch das Getriebegehäuse 60 untergebracht sein sein.
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In einer Ausführungsform enthält das Gehäuse 54 des Frontmoduls 52 einen Gegenflansch 56, der mit einem entsprechenden Gegenflansch 58 des Getriebegehäuses 60 zusammenpasst. Die Gegenflansche 56, 58 können in einer Ausführungsform entlang paralleler, aneinanderstoßender Stirnflächen zusammenpassen.
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Eine Leitvorrichtung 68 kann radial zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Getriebegehäuse 60 positioniert sein. Der Drehmomentwandler 22 enthält ein Gehäuse 70. In einer Ausführungsform befindet sich die Leitvorrichtung 68 radial zwischen dem Getriebegehäuse 60 und dem Gehäuse 70 des Drehmomentwandlers 22.
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Das Gehäuse 70 definiert einen Rand 72, der sich um eine Längsachse 74 der modularen Hybridgetriebeanordnung 116 erstreckt. Der Rand 72 besitzt eine untere Mittenposition 76, die mit einer Sechs-Uhr-Position des Gehäuses 70 übereinstimmt. In einer Ausführungsform ist die Leitvorrichtung 68 im Allgemeinen um die untere Mittenposition 76 des Gehäuses 70 des Drehmomentwandlers 22 eingepasst. Mit anderen Worten, die Leitvorrichtung 68 umschließt nicht den gesamten Rand 72 des Gehäuses 70 des Drehmomentwandlers 22.
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In einer ersten Ausführungsform ist die Leitvorrichtung 68 an dem Gehäuse 54 des Frontmoduls 52 angebracht, um den Hohlraum 78 in die trockene Seite 80 und die nasse Seite 82 zu unterteilen (siehe 2). In einer weiteren Ausführungsform ist die Leitvorrichtung 68 an dem Getriebegehäuse 60 angebracht (siehe 4). In einer noch weiteren Ausführungsform kann die Leitvorrichtung 68 sowohl am Gehäuse 54 des Frontmoduls als auch am Getriebegehäuse 60 angebracht sein.
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Die Leitvorrichtung 68 unterteilt einen Hohlraum 78, der sich zwischen dem Getriebegehäuse 60 und dem Gehäuse 70 des Drehmomentwandlers 22 erstreckt, zwischen einer trockenen Seite 80 und einer nassen Seite 82. Der Hohlraum 78 kann sich außerdem in das Frontmodul 52 erstrecken, wie in 2 gezeigt ist. Durch das Unterteilen des Hohlraums 78 auf diese Weise kann die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26 in einer nassen Umgebung auf der nassen Seite 82 arbeiten, während der Drehmomentwandler 22 außerhalb der nassen Umgebung auf der trockenen Seite 80 gehalten wird.
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Es kann z. B. ein Schmiermittel L verwendet werden, um eine oder mehrere Komponenten (z. B. die Kraftmaschinen-Ausrückkupplung 26, den Rotor der elektrischen Arbeitsmaschine, den Stator der elektrischen Arbeitsmaschine usw.), die in dem Frontmodul 52 untergebracht sind, zu schmieren und zu kühlen. Das Schmiermittel L kann aus dem Schaltgetriebe 24 bezogen werden. Aufgrund der Gravitation kann sich dieses Schmiermittel L, nachdem es seine Arbeit getan hat, schließlich im Hohlraum 78 ansammeln. Das angesammelte Schmiermittel L muss zurück in das Schaltgetriebe 24 abfließen.
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Die Leitvorrichtung 68 stellt Schmierungsdurchgänge 90 auf der nassen Seite 82 des Hohlraums 78 her, um das Schmiermittel L abzuleiten. Wie in 2 am besten gezeigt ist, wird das Schmiermittel L von dem Frontmodul 52 auf der nassen Seite 82 der Leitvorrichtung 68 und radial außerhalb des Drehmomentwandlers 22 stromabwärts zu dem Schaltgetriebe 24 übertragen. Sobald es um den Drehmomentwandler 22 herum ist, kann das Schmiermittel L durch ein Ablassfenster 84, das in eine Ölwanne 86 des Schaltgetriebes 24 führt, hindurchgehen. Das Schmiermittel L wird dadurch für die Wiederverwendung zu dem Schaltgetriebe 24 zurückgeführt. Die Aufnahme der Leitvorrichtung 68 hält den Drehmomentwandler 22 davon ab, durch das Schmiermittel L zu rudern, wenn es von dem Frontmodul zurück abfließt.
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In den 3 und 4 können eine oder mehrere Ecken 92 an der Grenzfläche zwischen dem Gehäuse 54 des Frontmoduls und dem Getriebegehäuse 60 hergestellt sein. Die Ecken 92 definieren die Schmierungsdurchgänge 90, um das Schmiermittel L um die Leitvorrichtung 68 abzuleiten. Die Schmierungsdurchgänge 90 erstrecken sich radial zwischen der Leitvorrichtung 68 und den Gehäusen 54, 60. In dieser Ausführungsform sind die Schmierungsdurchgänge im Allgemeinen dreieckig geformt. Es werden jedoch andere Formen und Größen als innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung betrachtet.
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Die 5A und 5B veranschaulichen zusätzliche Merkmale der Leitvorrichtung 68, die in den 2, 3 und 4 veranschaulicht ist. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform enthält die Leitvorrichtung 68 einen Boden 94 und die Seitenwände 96, 98, die sich quer von dem Boden 94 erstrecken. Der Boden 94 und die Seitenwände 96, 98 können gekrümmt sein, so dass die Leitvorrichtung 68 eine badewannenähnliche Form definiert. Außerdem können eine oder beide der Seitenwände 96, 98 einen nicht ebenen Abschnitt 100 enthalten. In einer Ausführungsform biegen sich die nicht ebenen Abschnitte 100 der Seitenwände 96, 98 in einer Richtung weg voneinander.
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Der Boden 94 und die Seitenwände 96, 98 stellen zusammen einen Hohlraum 102 her, um den unteren Abschnitt des Drehmomentwandlers 22 unterzubringen. Auf diese Weise ist die Leitvorrichtung 68 um den Drehmomentwandler 22 eingepasst (siehe die 2 und 3). Wie z. B. in 2 am besten gezeigt ist, ist die Seitenwand 96 um eine Rückwand RW des Drehmomentwandler-Gehäuses 70 eingepasst, ist die Seitenwand 98 um eine Vorderwand FW des Drehmomentwandler-Gehäuses 70 eingepasst und ist der Boden 94 um eine Bodenwand BW des Drehmomentwandler-Gehäuses 70 eingepasst.
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Wenigstens eine der Seitenwände 96, 98 kann eine oder mehrere Befestigungsplatten 104 enthalten. Die Befestigungsplatten 104 können verwendet werden, um die Leitvorrichtung 68 an der modularen Hybridgetriebeanordnung 116 anzubringen, z. B. mit einem oder mehreren Befestigungselementen.
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In einer Ausführungsform ist die Leitvorrichtung 68 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Ein nicht einschränkendes Beispiel eines geeigneten Kunststoffmaterials ist Nylon. Andere Materialien werden jedoch außerdem als innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung betrachtet.
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Die 6A und 6B veranschaulichen eine weitere beispielhafte Leitvorrichtung 168, die innerhalb der oben beschriebenen modularen Hybridgetriebeanordnung 116 oder irgendeinem anderen Getriebe verwendet werden kann. 6A ist eine isometrische Ansicht der Leitvorrichtung 168, während 6B eine Ansicht ist, die von vorn nach hinten in die modularen Hybridgetriebeanordnung 116 blickt (d. h., in einer Richtung von der Kraftmaschine 14 zum Drehmomentwandler 22, wie diese Komponenten in 1 gezeigt sind).
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Unter einigen Betriebsbedingungen kann sich eine relativ kleine Menge des Schmiermittels L ungeachtet der Verwendung der Leitvorrichtung 168 auf der trockenen Seite 80 ansammeln. Dieses Schmiermittel L kann sich z. B. innerhalb eines Hohlraums 202 der Leitvorrichtung 168 ansammeln. Es kann erwünscht sein, das Schmiermittel L aus dem Hohlraum 202 zu entfernen.
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Zu diesem Zweck kann die Leitvorrichtung 168 ein Abstreifermerkmal 165 enthalten. Der Abstreifer 165 erstreckt sich zwischen einer ersten Seitenwand 196 und einer zweiten Seitenwand 198 der Leitvorrichtung 168. Die erste und die zweite Seitenwand 196, 198 erstrecken sich von einem Boden 194 der Leitvorrichtung 168. In einer Ausführungsform ist der Abstreifer 165 an einer Hinterkante 167 der Leitvorrichtung 168 positioniert. Die genaue Positionierung des Abstreifers 165 könnte jedoch variieren. Ein Abstreiferfenster 169 erstreckt sich durch den Boden 194 unter dem Abstreifer 165.
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In 6B kann, wenn sich das Drehmomentwandler-Gehäuse 70 um die Längsachse 74 in der Richtung R dreht, das Schmiermittel L, das sich in dem Hohlraum 202 angesammelt hat, aufgrund der durch das Drehen des Gehäuses 70 erzeugten Umfangskraft zu dem Abstreiferfenster 169 gepumpt werden. Das durch das Abstreiferfenster 169 übertragene Schmiermittel L wird durch den Abstreifer 165 (der, wenn er angebracht ist, zu dem Gehäuse 70 tangential ist) in einen Schmiermitteldurchgang 190 der modularen Hybridgetriebeanordnung 116 für die Ableitung zurück zu dem (in den 6A, 6B nicht gezeigten) Schaltgetriebe abgelenkt.
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Es sollte selbstverständlich sein, dass gleiche Bezugszeichen entsprechende oder ähnliche Elemente überall in den mehreren Zeichnungen identifizieren. Es sollte selbstverständlich sein, dass, obwohl eine spezielle Anordnung der Komponenten in diesen beispielhaften Ausführungsformen offenbart und veranschaulicht ist, andere Anordnungen außerdem von den Lehren dieser Offenbarung profitieren könnten.
