DE102017100127A1

DE102017100127A1 - Antriebsstrang mit Compound-Split Hybridgetriebe mit einem reduzierten Ravigneaux-Zahnradsatz

Info

Publication number: DE102017100127A1
Application number: DE102017100127.1A
Authority: DE
Inventors: Ravikanth GV; Sriram Ravichandran; Kumpatla V. Naidu; P. Karthikeyan
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2017-07-13
Also published as: US20170197613A1; CN106956581B; CN106956581A; US9827977B2

Abstract

Ein Antriebsstrang, umfassend eine Planetengetriebe-Anordnung, die zwei Sonnenradelemente, zwei Hohlradelemente, ein einzelnes Trägerelement und ein Verbindungselement enthält, das entweder die beiden Sonnenradelemente oder die beiden Hohlradelemente miteinander verbindet. Der Antriebsstrang enthält ein Antriebsglied und ein Abtriebsglied, von denen eines mit dem Trägerelement und das andere davon mit dem ersten Hohlradelement verbunden werden kann. Im Antriebsstrang sind ein erster und ein zweiter Elektromotor enthalten. Der zweite Elektromotor ist operativ verbunden mit dem ersten Sonnenradelement zum Antrieb des ersten Sonnenradelements und der erste Elektromotor ist operativ verbunden zum Antrieb desjenigen vom zweiten Hohlradelemement und dem zweiten Sonnenradelement, welches nicht mit dem Verbindungselement verbunden ist. Eine Bremse kann selektiv eingreifen, um das Antriebsglied stationär zu halten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegenden Unterweisungen beziehen sich im Allgemeinen auf einen Antriebsstrang mit einem Planetengetriebe und zwei Elektromotoren.
HINTERGRUND
Verschiedene Architekturen von Hybrid- und Elektro-Antriebssträngen sind für die Ausnutzung der Eingangs- und Ausgangs-Drehmomente verschiedener Primärantriebe in Hybridfahrzeugen bekannt, am häufigsten von Verbrennungsmotoren und Elektromotoren. Hybrid-Elektrofahrzeuge verwenden sowohl einen Elektromotor als auch einen Verbrennungsmotor als Energiequelle und besitzen oft eine fahrzeugeigene Steuerung, um die Nutzung des Verbrennungsmotors sowie des Motors/Generators während unterschiedlicher Fahrbedingungen zu variieren, und können so gesteuert werden, um Spitzenwerte beim Wirkungsgrad und/oder der Leistung in unterschiedlichen Betriebsarten zu erzielen.
ZUSAMMENFASSUNG
Architekturen von Hybrid-Antriebssträngen mit nur einem Planetenradsatz sind vorteilhaft wegen ihrer geringeren Kosten und kompakter Größe gegenüber Hybrid-Antriebssystemen mit mehreren Planetenradsätzen. Hierin ist ein Antriebsstrang vorgesehen, der ein reduziertes Ravigneaux-Getriebe verwendet, um diese Ziele zu erreichen. Der Antriebsstrang umfasst ein Planetengetriebe mit zwei Sonnenradelementen, zwei Hohlradelementen, einem gemeinsamen Träger (d. h. einem einzigen Trägerelement) sowie einem Verbindungselement, das entweder die beiden Sonnenradelemente oder die beiden Hohlradelemente verbindet, damit sich diese im Einklang drehen. Der Antriebsstrang enthält ein Antriebsglied und ein Abtriebsglied, von denen eines mit dem Trägerelement und das andere mit dem ersten Hohlradelement verbunden werden kann, damit sich diese im Einklang drehen. Im Antriebsstrang sind ein erster und ein zweiter Elektromotor enthalten. Der zweite Elektromotor ist operativ mit dem ersten Sonnenrad verbunden und treibt das erste Sonnenrad an, und der erste Elektromotor ist operativ verbunden zum Antrieb entweder des zweiten Hohlradelements oder des zweiten Sonnenrads, das nicht mit dem Verbindungselement verbunden ist.
In einer Ausführungsform, die als Ausführungsform mit gemeinsamen Hohlrad bezeichnet wird, verbindet beispielsweise das Verbindungselement das erste und zweite Hohlradelement, das Antriebsglied kann mit dem Trägerelement verbunden werden, das Abtriebsglied mit dem ersten Hohlradeelement, der erste Elektromotor ist operativ mit dem zweiten Sonnenrad verbunden und der zweite Elektromotor ist operativ mit dem ersten Sonnenrad verbunden. In einer anderen Ausführungsform mit gemeinsamem Hohlrad verbindet das Verbindungselement das erste und das zweite Hohlradelement, das Abtriebsglied kann mit dem Trägerelement verbunden werden, das Antriebsglied mit dem ersten Hohlrad, der erste Elektromotor ist operativ mit dem zweiten Sonnenrad verbunden und der zweite Elektromotor ist operativ mit dem ersten Sonnenrad verbunden.
In einer anderen Ausführungsform, die als Ausführungsform mit gemeinsamem Sonnenrad bezeichnet wird, verbinden die Verbindungselemente das erste und das zweite Sonnenrad, das Antriebsglied kann mit dem Trägerelement verbunden werden, das Abtriebsglied mit dem ersten Hohlradelement, der erste Elektromotor ist operativ mit dem zweiten Hohlradelement verbunden und der zweite Elektromotor ist operativ mit dem ersten Sonnenrad verbunden. In einer anderen Ausführungsform mit gemeinsamem Sonnenrad verbinden die Verbindungselemente das erste und das zweite Sonnenrad, das Antriebsglied kann mit dem ersten Hohlradelement verbunden werden, das Abtriebsglied mit dem Trägerelement, der erste Elektromotor ist operativ mit dem zweiten Hohlradelement und der zweite Elektromotor operativ mit dem ersten Sonnenradelement verbunden
Eine Steuerung ist operativ mit dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor verbunden. Eine Bremse kann selektiv eingreifen, um das Antriebsglied stationär zu halten. Die Steuerung ist so konfiguriert, um den ersten und zweiten Elektromotor für einen Betrieb in einer Compound-Split-Betriebsart zu steuern, wenn das Antriebsglied angetrieben und die Bremse nicht betätigt wird, und einen Betrieb in einer vollelektrischen Betriebsart auszulösen, wenn die Bremse betätigt ist. In verschiedenen Ausführungsformen können der erste und zweite Elektromotor zu vorbestimmten Drehzahlen gesteuert werden, damit das Antriebsglied stationär wird, wenn die Bremse betätigt ist.
Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der gegenwärtigen Offenbarung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bestmöglichen praktischen Umsetzung der dargestellten Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Planetengetriebe und zwei Elektromotoren, die einen Motor und einen Achsantrieb zeigt.
2 ist eine schematische Darstellung in fragmentarischer Ansicht eines Teils einer alternativen Verbindung eines Elektromotors im Antriebsstrang von 1.
3 ist eine schematische Darstellung in fragmentarischer Ansicht eines Teils einer alternativen Verbindung eines Elektromotors im Antriebsstrang von 1.
4 ist eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs der 1 in Form eines Strichdiagramms.
5 ist ein schematisches Hebeldiagramm des Planetengetriebes der 1 mit einer Bremse der 1.
6 ist ein schematisches Hebeldiagramm des Planetengetriebes der 5 in kollabierter Form mit den Elektromotoren, dem Verbrennungsmotor und dem Achsantrieb, verbunden mit dem Hebeldiagramm.
7 zeigt das schematische Hebeldiagramm der 6, dargestellt in der Betriebsart Compound-Split.
8 zeigt das schematische Hebeldiagramm der 6, dargestellt in der Betriebsart vollelektrisch.
9 ist ein Diagramm der Elektromotor-Drehzahlen gegenüber der Abtriebsgeschwindigkeit bei konstanter Motordrehzahl für den Antriebsstrang von 1 in der Betriebsart Compound-Split.
10 ist ein Diagramm der Elektromotor-Drehzahlen gegenüber der Abtriebsgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl Null für den Antriebsstrang von 1 in der Betriebsart vollelektrisch.
11 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Planetengetriebe und zwei Elektromotoren und zeigt einen Motor und einen Achsantrieb.
12 ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Planetengetriebe und zwei Elektromotoren und zeigt einen Motor und einen Achsantrieb.
13 ist ein schematisches Hebeldiagramm des Planetengetriebes nach 12.
14 ist ein schematisches Hebeldiagramm des Planetengetriebes nach 13 in kollabierter Form mit den Elektromotoren, dem Verbrennungsmotor und dem Achsantrieb, verbunden mit dem Hebeldiagramm.
15 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Planetengetriebe und zwei Elektromotoren und zeigt einen Motor und einen Achsantrieb.
16 ist eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Planetengetriebe und zwei Elektromotoren und zeigt einen Motor und einen Achsantrieb.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigt 1 einen Hybrid-Antriebsstrang 10 für ein Fahrzeug. Der Hybrid-Antriebsstrang 10 enthält eine mit E markierte Antriebsmaschine wie einem Verbrennungsmotor 12, verbunden mit einem Hybridgetriebe 14. Andere Arten von Antriebsmaschinen wie Brennstoffzellen, pneumatische Motoren, usw. können anstelle eines Verbrennungsmotors 12 verwendet werden. Das Hybridgetriebe 14 enthält zwei weitere kinetische Quellen, einen ersten Elektromotor 16 sowie einen zweiten Elektromotor 18. Der Motor 12 und die Elektromotoren 16 und 18 können über das Planetengetriebe 20 miteinander verbunden werden und die selektive Einwirkung einer Bremse B1 kann die verschiedenen hierin beschriebenen Betriebsarten bereitstellen.
Das Planetengetriebe 20 enthält zwei Sonnenräder 22A und 22B, zwei Hohlräder 24A, 24B und ein einzelnes Trägerelement 26, das einen ersten, einen zweiten und einen dritten Satz von Ritzelrädern 27, 28, und 29 entsprechend trägt, wie hierin beschrieben. Das Planetengetriebe 20 enthält auch ein Verbindungselement 30, welches die beiden Hohlradelemente 24A und 24B verbindet, damit sich diese miteinander drehen. In einigen der anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen verbindet das Verbindungselement 30 die beiden Sonnenräder 22A und 22B. Ein derartiges Planetengetriebe wird hierin als ein „reduzierter Ravigneaux-Zahnradsatz” bezeichnet, weil der Planeten-Zahnradsatz 20 wegen des Verbindungselementes nur vier Knoten anstatt fünf Knoten eines vollen Ravigneaux-Zahnradsatzes hat. Wie hierin verwendet, „drehen sich” zwei Komponenten „miteinander”, wenn sie miteinander funktionsfähig verbunden sind, wie etwa dass sie sich bei gleicher Geschwindigkeit drehen, einschließlich bei Nullgeschwindigkeit (d. h., wenn sie zusammen ortsfest sind).
Die erste Hohlradelement 24A umgibt das erste Sonnenrad 22A radial. Die zweite Hohlradelement 24B umgibt das zweite Sonnenrad 22B radial. Der erste Satz der Ritzelräder 27 greift beim ersten Sonnenrad 22A ein und beim ersten Hohlradelement 24A. Der zweite Satz der Ritzelräder 28 greift beim zweiten Hohlradelement 24B ein und beim dritten Satz der Ritzelräder 29. Der dritte Satz der Ritzelräder 29 greift beim zweiten Satz der Ritzelräder 28 ein und beim zweiten Sonnenrad 22B. Lediglich ein Ritzelrad der Sätze der Ritzelräder 27, 28 und 29 ist in 1 dargestellt. Fachleute auf dem Gebiet werden ohne weiteres verstehen, dass 1 nur einen Teil des Planetengetriebes 20 und nur einen Teil der Elektromotoren 16, 18 oberhalb einer Mittellinie C der Getriebeanordnung 20 zeigt.
Das Hybridgetriebe 14 enthält auch ein Antriebsglied 32 und ein Abtriebsglied 34. Das Antriebsglied 32 ist für eine Drehung miteinander mit dem Trägerglied verbunden und das Abtriebsglied 34 ist mit dem Verbindungsglied 30 verbunden für eine Drehung miteinander mit dem ersten Hohlrad 24A und mit dem zweiten Hohlrad 24B. Ein Antriebselement 36 wie beispielsweise eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 12 ist mit dem Antriebsglied 32 verbunden, sodass sich das Antriebselement 36 und das Antriebsglied 32 miteinander drehen. Optional kann eine das Verhältnis multiplizierende Verbindung mit dem Antriebselement 36, wie eine Zahnradverbindung oder eine Reihe von Riemenscheiben und Ritzeln operativ das Antriebselement 36 und das Antriebsglied 32 verbinden. Optional kann zwischen dem Antriebselement 36 und dem Antriebsglied 32 eine Dämpfungsvorrichtung angeordnet werden. Optional kann zwischen dem Antriebselement 36 und dem Antriebsglied 32 eine selektiv eingreifende Kupplung angeordnet werden.
Das Abtriebsglied 34 ist über einen Achsantriebsmechanismus 38 mit den Fahrzeugrädern (nicht dargestellt) verbunden, um die Antriebskraft für den Vortrieb des Fahrzeugs auf die Räder zu bringen. Das Planetengetriebe 20 ist die einzige Getriebeanordnung, die zwischen dem Antriebsglied 32 und dem Abtriebsglied 34 operativ verbunden oder verbindbar ist. Optional kann zwischen dem Abtriebsglied 34 und dem Achsantriebsmechanismus 38 eine selektiv eingreifende Kupplung angeordnet werden.
Der erste Elektromotor 16 enthält einen ersten Rotor 40A, der kontinuierlich operativ verbunden ist, um sich miteinander mit dem zweiten Sonnenradelement 22B des Planetenradsatzes 20 zu drehen. Der erste Rotor 40A treibt somit das zweite Sonnenradelement 22B an, wenn der erste Elektromotor 16 als ein Motor arbeitet. Der erste Elektromotor 16 enthält auch einen ersten Stator 42A, der den ersten Rotor 40A radial umschließt. Der erste Stator 42A ist an einem ortsfesten Element 44A wie etwa einem Motorgehäuse des ersten Elektromotors 16 oder einem anderen ortsfesten Element gegründet.
Der zweite Elektromotor 18 enthält einen zweiten Rotor 40B und einen zweiten Stator 42B, der den Rotor 40B radial umschließt. Der zweite Stator 42B ist an einem ortsfesten Element 44B wie einem Motorgehäuse des zweiten Elektromotors 18 oder einem anderen ortsfesten Element gegründet. Die zweite Rotor 42B ist operativ mit dem ersten Sonnenradelement 22A verbunden, sodass der zweite Rotor 42B das erste Sonnenradelement 22A antreibt, wenn der zweite Elektromotor 18 als Motor arbeitet. Beide Elektromotoren 16 und 18 sind Motoren/ Generatoren, die selektiv sowohl als Motor als auch als Generator arbeiten können.
Die Statoren 42A, 42B der Elektromotoren 16 und 18 sind operativ mit einem Energiespeicher 50 verbunden, der eine oder mehrere Batterien umfassen kann, die in 1 als B gekennzeichnet sind. Andere elektrische Speichergeräte, die die Fähigkeit zum Speichern und Verteilen elektrischer Energie haben, können anstelle der Batterien verwendet werden. Eine Steuerung 52, in 1 als C gekennzeichnet, ist operativ mit den Elektromotoren 16 und 18 verbunden und überwacht die Drehzahl der Rotoren 40A und 40B. Die Steuerung 52 empfängt auch Informationen über die Motordrehzahl, entweder von einer separaten Motorsteuerung oder durch Verbindung mit dem Motor 12. Basierend darauf und auf anderen Fahrzeugbetriebsbedingungen wie etwa Beschleunigungsbefehlen des Fahrers arbeitet die Steuerung 52, um elektrische Energie aus dem Energiespeicher 50 über einen Wechselrichter 54, in 1 als I gekennzeichnet, an einen oder beide Elektromotoren 16 und 18 bereitzustellen, damit die Elektromotoren 16 und 18 als Motoren fungieren und dem Getriebe zusätzliches Drehmoment 14 liefern. Der Wechselrichter 54 wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um, wenn die elektrische Energie den Elektromotoren 16 und/oder 18 bereitgestellt wird.
Wenn die von Steuerung 52 empfangenen Informationen angeben, dass entweder Elektromotor 16 oder 18 als Generator betrieben werden sollen und dabei mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln, veranlasst die Steuerung 52 den Wechselrichter 54 zum Umwandeln von Wechselstrom, der vom Elektromotor 16 oder 18 bereitgestellt wird, in Gleichstrom, der im Energiespeicher 50 gespeichert wird. Die Leitungen in 1 und 2 verbinden die Elektromotoren 16, 18, den Energiespeicher 50, die Steuerung 52 sowie den Wechselrichter 54, und die Statorwicklungen der Statoren 42A, 42B stellen Übertragungsleiter zum Weiterleiten elektrischen Stroms oder von Signalen zwischen den Komponenten dar.
Anstelle einer einzigen Steuerung 52 kann optional jeder Elektromotor 16 und 18 eine separate, integrierte Steuerung und einen Wechselrichter haben, wobei die separaten Steuerungen der Elektromotoren 16 und 18 operativ miteinander verbunden sind.
Eine Bremse B1 kann selektiv eingreifen, um das Antriebsglied 32 stationär zu halten. Genauer gesagt, kann die Bremse B1 das Antriebsglied 32 selektiv an einem stationären Element 44C gründen, welches das gleiche oder ein anderes stationäres Element als die stationären Elemente 44A oder 44B sein kann. Die Bremse B1 kann durch die gleiche Steuerung 52 oder durch eine separate, nicht gezeigte Getriebesteuerung gesteuert werden, die operativ mit der Steuerung 52 und mit einer separaten Motorsteuerung verbunden ist. Die Bremse B1 kann in jeder geeigneten Weise betätigt werden, beispielsweise hydraulisch, elektrisch oder elektromagnetisch. Wie weiter hierin beschrieben, greift die Bremse B1 ein, wenn der Antriebsstrang 10 in eine vollelektrische Betriebsart gesteuert wird, in der die Elektromotoren 16 und 18 als Motoren zum Antrieb des Abtriebsglieds 34 wirken, und sie greift nicht ein, wenn der Verbrennungsmotor 12 aktiv ist und das Antriebsglied 32 antreibt, während die Elektromotoren 16 und 18 gesteuert sind, um als Motor oder als Generator zu wirken, um eine Betriebsart Compound-Split zu realisieren.
2 zeigt einen optionalen Reduktions-Zahnradsatz 60, der zur Verbindung des zweiten Rotors 40B mit dem ersten Sonnenradelement 22A verwendet werden kann, um Geschwindigkeit oder Drehmoment zu verringern. Der Reduktions-Zahnradsatz 60 hat ein erstes Zahnrad 62, das miteinander drehend mit dem zweiten Rotor 40B verbunden ist, ein zweites Zahnrad 64, das miteinander drehend mit dem ersten Sonnenradelement 22A verbunden ist, und ein Zwischenrad 66, das sowohl beim dem ersten Zahnrad 62 als auch dem zweiten Zahnrad 64 eingreift. Die Zahnräder 62, 64 und 66 können beispielsweise Schrägstirnräder sein. Das Zwischenrad 66 dreht sich um eine separate Achse 68 und ermöglicht dem ersten und zweiten Zahnrad 62 und 64, in derselben Richtung zu drehen, sodass der Reduktions-Zahnradsatz 60 die Drehrichtung des ersten Sonnenradelements 22A relativ zu dem zweiten Rotor 40B nicht ändert. Die zweite Rotor 40B des Elektromotors 18 wird durch eine separate Achse gegenüber der Achse (d. h. der Mittellinie C) des Planetenradsatzes 20 zentriert.
In der gezeigten Ausführungsform ist das erste Zahnrad 62 so konfiguriert, das es einen kleineren Durchmesser und weniger Zähne als das zweite Zahnrad 64 besitzt. Dementsprechend treten eine Drehzahlverringerung und eine Drehmomentverstärkung auf, wenn Drehmoment vom Elektromotor 18 zum ersten Sonnenradelement 22A übertragen wird. Das heißt, der Rotor 40B dreht sich schneller als das erste Sonnenradelement 22A. Die Drehzahlverringerung hilft beim elektrischen Start, wie hierin beschrieben ist. In anderen Ausführungsformen kann das erste Zahnrad 62 so konfiguriert sein, dass es einen größeren Durchmesser und mehr Zähne als das zweite Zahnrad 64 aufweist, was eine Vergrößerung der Drehzahl und Reduktion des Drehmoments ermöglicht, falls das für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist.
Desgleichen zeigt 3 einen optionalen Untersetzungs-Zahnradsatz 70, der zur Verbindung des ersten Rotors 40A mit dem zweiten Sonnenradelement 22B verwendet werden kann, um die Drehzahl zu verringern und das Drehmoment zu erhöhen. Der Reduktions-Zahnradsatz 70 hat ein erstes Zahnrad 72, das miteinander drehend mit dem ersten Rotor 40A verbunden ist, ein zweites Zahnrad 74, das miteinander drehend mit dem zweiten Sonnenradelement 22B verbunden ist, und ein Zwischenrad 76, das sowohl beim ersten Zahnrad 72 als auch dem zweiten Zahnrad 74 eingreift. Die Zahnräder 72, 74 und 76 können beispielsweise Schrägstirnräder sein. Das Zwischenrad 76 dreht sich um eine separate Achse 78 und ermöglicht, dass sich das erste und zweite Zahnrad 72 und 74 in derselben Richtung drehen, sodass der Reduktions-Zahnradsatz 70 die Drehrichtung des zweiten Sonnenradelements 22B relativ zu dem ersten Rotor 40A nicht ändert. Der erste Rotor 40A des Elektromotors 16 wird durch eine separate Achse gegenüber der Achse (d.h. der Mittellinie C) des Planetenradsatzes 20 zentriert.
Das erste Zahnrad 72 ist so konfiguriert, dass es einen kleineren Durchmesser und weniger Zähne als das zweite Zahnrad 74 hat. Dementsprechend wird die Drehzahl verringert und das Drehmoment verstärkt, wenn Drehmoment vom Elektromotor 16 zum zweiten Sonnenradelement 22B übertragen wird. Das heißt, der Rotor 40A dreht sich schneller als das zweite Sonnenradelement 22B. Die Geschwindigkeitsverringerung hilft beim elektrischen Start, wie hierin beschrieben ist. In anderen Ausführungsformen könnte das erste Zahnrad 72 so konfiguriert sein, dass es einen größeren Durchmesser und mehr Zähne als das zweite Zahnrad 74 aufweist und damit eine Verringerung des Drehmoments und eine Erhöhung der Geschwindigkeit ermöglicht, falls das für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist.
4 zeigt den Antriebsstrang 10 der 1 in einer Strichdarstellung. 5 zeigt das Planetengetriebe 20 in einem Hebeldiagramm und verdeutlicht die Position der Bremse B1. Die Fachleute auf dem Gebiet werden die Entsprechung eines in einem Hebeldiagramm gezeigten Getriebes und eines in Strichdarstellung gezeigten Getriebes erkennen. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Vorrichtung wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel kann einen einzelnen Planetenradsatz, ein Verbund-Planetengetriebe mit zwei oder mehr miteinander verbundenen Planetenradsätzen oder einen externen Zahnradsatz darstellen. Im Hebel des Planetenradsatzes sind die drei grundlegenden mechanischen Komponenten des betreffenden Zahnradsatzes, d. h. das Sonnenrad, das Trägerelement und das Hohlrad, jeweils durch einen Verbindungspunkt dargestellt, der hierin auch als ein Knoten auf dem jeweiligen Hebel bezeichnet wird. Daher enthält ein typischer einzelner Planetenradsatz-Hebel drei Knotenpunkte: einen für das Sonnenrad, einen für das Trägerelement und einen für das Hohlrad. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Planetenradsatz-Hebels kann verwendet werden, um das Übersetzungsverhältnis von Hohlrad zu Sonnenrad des jeweiligen Zahnradsatzes zu repräsentieren. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum verwendet, um die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu variieren, um entsprechende Übersetzungen und Übersetzungsverläufe zu erreichen. Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze werden durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungsvorrichtungen wie Kupplungen und Bremsen werden durch überlappende Finger dargestellt. Wenn die Vorrichtung eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger gegründet. In 5 ist das Planetengetriebe 20 zur Veranschaulichung symbolisch als zwei Hebel L1 und L2 dargestellt, wobei das einzelne Trägerelement 26 als ein separater Knoten in jedem der beiden Hebel L1, L2 dargestellt ist. Wie Fachleute auf dem Gebiet wissen, können die Hebel L1 und L2 stattdessen im Allgemeinen als ein Vierpunkt-Hebel L12 dargestellt werden, wie in 6 gezeigt, zwei zum gemeinsamen Trägerelement 26 und dem Verbindungselement 30 sorgen für eine feste Verbindung, d. h. Paarung zwischen den Hohlradelementen 24A und 24B. Mit dem gemeinsamen Trägerelement 26 und dem Verbindungselement 30 wird die maximale Anzahl der separat drehenden Trägheiten (um eine gemeinsame Mittelachse) von sechs auf vier verringert und die Gesamtzahl der Freiheitsgrade von vier auf zwei. Derart eingeschränkt stellt das Planetengetriebe 20 in der Reihe der Drehzahlen nach den ersten, zweiten, dritten und vierten Knotenpunkt bereit. Wie Fachleuten jedoch bekannt ist, können verschiedenen Verbund-Planetengetriebeanordnungen konstruiert werden, um einen Vierpunkt-Hebel zum Erreichen eines solchen Resultats bereitzustellen und diese im Rahmen des Hebeldiagramms von 6 anzuordnen.
Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Planetenradsatz-Hebels kann verwendet werden, um das Übersetzungsverhältnis zwischen Hohlrad und Sonnenrad für jeden jeweiligen Zahnradsatz zu repräsentieren. Beispielsweise ist die Länge l1 zwischen den Knoten des zweiten Sonnenrads 22B und dem Trägerelement 26 proportional zur Anzahl der Zähne des zweiten Hohlradelements 24B, während die Länge l2 zwischen Knoten des Trägerelements 26 und des zweiten Hohlradelements 24B proportional zur Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenradelements 22B ist. Desgleichen ist die Länge l3 zwischen den Knoten des ersten Sonnenrads 22A und dem Trägerelement 26 proportional zur Anzahl der Zähne des ersten Hohlradelements 24A, während die Länge l4 zwischen den Knoten des ersten Hohlradelements 24A und dem Trägerelement 26 proportional zur Anzahl der Zähne des ersten Sonnenrads 22A ist. Die Elektromotoren 16 und 18 haben erwartungsgemäß höheren Drehzahlen als das Antriebsglied 32 und das Abtriebsglied 34. Wie am besten in 6 gezeigt, fallen in dieser Ausführungsform die Teilkreisgeschwindigkeiten an diesen Knoten in die vorgegebenen Grenzen, da die Elektromotoren 16 und 18 mit den Sonnenradelementen 22A und 22B verbunden sind, die einen relativ kleinen Radius haben. Mit dieser Anordnung tritt ein erster mechanischer Punkt (d. h. eine Stelle, wo die Drehzahl eines der Elektromotoren 16 oder 18 Null ist) bei einem Anfahr-Übersetzungsverhältnis (d. h. einem Übersetzungsverhältnis, bei dem die Drehzahl des Abtriebsglieds 34 kleiner als die Drehzahl des Antriebsglieds 32 ist) mit einem numerischen Wert auf, der vom Zahnverhältnis des Hohlradelements 24A zum Sonnenradelement 22A sowie dem Zahnverhältnis des Hohlradelements 24B zum Sonnenradelement 22B abhängt. Ein zweiter mechanischer Punkt tritt bei einem Schnellgang-Übersetzungsverhältnis (d. h. einem Übersetzungsverhältnis, bei dem die Drehzahl des Abtriebsglieds 34 größer ist als die Drehzahl des Antriebsglieds 32) mit einem numerischen Wert auf, der vom Zahnverhältnis des Hohlradelements 24A zum Sonnenradelement 22A sowie dem Zahnverhältnis des Hohlradelements 24B zum Sonnenradelement 22B abhängt.
7 zeigt Pfeile, welche die Drehrichtung der verschiedenen Komponenten des Planetengetriebes 20 veranschaulichen, dargestellt durch die verschiedenen Verbindungspunkte, wenn der Antriebsstrang 10 so gesteuert wird, das er in der Betriebsart Compound-Split arbeitet. In der Betriebsart Compound-Split ist der Verbrennungsmotor 12 eingeschaltet und kann wenn gewünscht so gesteuert werden, dass er bei seiner effizientesten Drehzahl arbeitet. Die Bremse B1 ist nicht eingelegt. Wie am besten in 9 dargestellt, sind die Elektromotoren 16 und 18 für einen Betrieb als Motoren oder Generatoren gesteuert, wie das notwendig ist, damit der Verbrennungsmotor 12 eine konstante Drehzahl aufrechterhalten kann, während die am Abtriebsglied 34 geforderte Drehzahl und das Drehmoment variiert, um die Anforderung des Bedieners zu erfüllen. Eine Betriebsart Compound-Split ist für einen effizienten Betrieb beim schnellen Fahren vorteilhaft, da sie reduzierte Motordrehzahlen und verringerte Energie durch den elektrischen Leistungspfad ermöglicht. Das heißt, nicht alle mechanische Leistung wird in elektrische Energie umgewandelt und danach wieder in mechanische Energie durch Elektromotoren umgesetzt, wie das bei der Serien-Betriebsart geschieht.
Eine Betriebsart Compound-Split erfordert vier Planetenradelemente, die untereinander nicht für eine gemeinsame Drehung verbunden sind, sondern die miteinander durch ein Planetengetriebe (d. h. ein Trägerelement 26) zur Drehung mit dem Antriebselement 32 verbunden sind, mit einem Element (erstes Sonnenradelement 22B) zur Drehung mit dem ersten Motor/ Generator 16, mit einem Element (zweite Sonnenradelemente 22A) zur Drehung mit dem zweiten Motor/ Generator 18, und mit einem Element (miteinander verbundene Hohlradelemente 24A, 24B) zur Drehung mit dem Abtriebsglied 34.
In der Betriebsart Compound-Split liefert der Verbrennungsmotor 12 Drehmoment zum Trägerelement 26, der erste Elektromotor 16 liefert oder empfängt Drehmoment vom zweiten Sonnenradelement 22B und der zweite Elektromotor 18 liefert oder empfängt das Drehmoment vom ersten Sonnenradelement 22A. Die Drehzahlen des Verbrennungsmotors 12 und des Abtriebsglieds 34 sind Funktionen der Drehzahlen des ersten und zweiten Elektromotors 16 und 18.
Wenn die Bremse B1 eingelegt ist, wird die Betriebsart vollelektrisch eingerichtet. Wie in 8 gezeigt, wird bei eingelegter Bremse das Trägerelement 26 unbeweglich gehalten. In einem nicht beschränkendem Beispiel werden bei einem Übergang von der Betriebsart Compound-Split zur Betriebsart vollelektrisch die Elektromotoren 16 und 18 so gesteuert, um das Trägerelement 26 zur Geschwindigkeit Null zu bringen, ohne dabei die Drehzahl oder das Drehmoment des Abtriebsglieds 34 zu beeinflussen, kurz bevor die Bremse B1 eingelegt wird, sodass die Drehzahl des Antriebsgliedes 32 bei eingelegter Bremse B1 Null ist. Somit wird Schlupf vermieden. Wie in 8 angezeigt, wird der erste Elektromotor 16 so gesteuert, um eine Drehzahl und Drehrichtung am zweiten Sonnenradelement 22B bereitzustellen, die entgegengesetzt zu derjenigen am Abtriebsglied 34 und dem ersten Sonnenradelement 22A ist. Die Drehzahl des zweiten Elektromotors 18 wird erhöht, um die Drehzahl des ersten Sonnenradelements 22A in derselben Drehrichtung wie das Abtriebsglied 34 zu erhöhen. Der vollelektrische Modus kann unter verschiedenen Betriebsbedingungen implementiert werden. Beispielsweise kann der vollelektrische Modus beim Vorwärtsfahren implementiert werden.
9 ist ein Diagramm der Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute (U/min) auf der Y-Achse 100 gegenüber der Geschwindigkeit des Abtriebsglieds 34 (in U/min) auf der X-Achse 102, während die Drehzahl des Motors 12 und des Antriebsglieds 32 konstant gehalten werden bei positiver Geschwindigkeit während der Betriebsart Compound-Split. Linie 104 ist die Drehzahl des ersten Elektromotors 16. Linie 106 ist die Drehzahl des zweiten Elektromotors 18. Es gibt im Beispiel der Betriebsart Compound-Split zwei mechanische Punkte, den ersten mechanischen Punkt 108 und den zweiten mechanischen Punkt 110. Ein „mechanischer Punkt” bedeutet, dass der Rotor 40A oder 40B einer der beiden Elektromotoren 16 und 18 jederzeit während des Betriebs des Antriebsstrangs 10 stationär ist. Der maximale mechanische Wirkungsgrad bei der Leistungsübertragung vom Motor 12 zum Achsantriebsmechanismus 38 wird erreicht, wenn sich einer der Rotoren 40A und 40B an einem mechanischen Punkt befindet--d.h.: stationär. Beim ersten mechanischen Punkt 108 ist der Rotor 40B stationär. Beim zweiten mechanischen Punkt 110 ist der Rotor 40A stationär.
10 ist ein Diagramm der Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute (U/min) auf der Y-Achse 120 gegenüber der Geschwindigkeit des Abtriebsglieds 34 (in U/min) auf der X-Achse 122, während der Motor 12 ausgeschaltet ist (d. h. die Drehzahl des Motors 12 Null ist oder falls eine Motor-Auskupplung vorgesehen ist, das Motor-Abtriebsglied 26 vom Antriebsglied 32 getrennt ist). Die Bremse B1 ist eingelegt, sodass die Drehzahl des Antriebsgliedes 32 Null ist. Linie 124 ist die Drehzahl des ersten Elektromotors 16. Linie 126 ist die Drehzahl des zweiten Elektromotors 18. Der erste Elektromotor 16 ist so gesteuert, dass er sich in entgegengesetzter Richtung zum zweiten Elektromotor 18 dreht. Beide Elektromotoren 16 und 18 arbeiten als Motoren im vollelektrischen Betrieb und nutzen dabei gespeicherte Energie aus der Energiespeichervorrichtung 50.
11 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Antriebsstrangs 10A mit einem Hybridgetriebe 14A mit denselben Komponenten wie das Hybridgetriebe 14 im Antriebsstrang 10, aber wo das Abtriebsglied 34 mit dem Trägerelement 26 und das Antriebsglied 32 mit dem ersten Hohlradelement 24A und dem zweiten Hohlradelement 24B über das Verbindungselement 30 verbunden werden können. Mit anderen Worten, die Positionen des Antriebsglieds 32 und des Abtriebsglieds 34 werden relativ zum Antriebsstrang 10 umgeschaltet. Antriebsstrang 10A und der Antriebsstrang 10 haben unterschiedliche Auswirkungen auf Kraftstoffeinsparung und Leistung aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungen der Drehzahl des Antriebsgliedes 32 zur Drehzahl der Abtriebsglieds 34, die jeweils erreicht werden. Wie beim Antriebsstrang 10 können entweder einer oder beide der Reduktions-Zahnradsätze 60 oder 70 zwischen den Elektromotoren 16 und 18 sowie den entsprechenden Sonnenradelementen 22A und 22B verwendet werden. Der Antriebsstrang 10A kann in der Betriebsart Compound-Split sowie vollelektrisch betrieben werden, wie es in Bezug auf den Antriebsstrang 10 beschrieben ist.
12 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Antriebsstrangs 10B mit einem Hybridgetriebe 14B mit denselben Komponenten wie das Hybridgetriebe 14 im Antriebsstrang 10. Das erste Sonnenradelement 22A und das zweite Sonnenradelement 22B sind über das Verbindungselement 30 starr für eine Drehung miteinander verbunden, eher als das erste Hohlradelement 24A und das zweite Hohlradelement 24B. Der Antriebsstrang 10B kann somit als übliche Sonnenrad-Ausführungsform betrachtet werden. Das Antriebsglied 32 kann mit dem Trägerelement 26 verbunden werden. Das Abtriebsglied 34 kann mit dem ersten Hohlradelement 24A verbunden werden und ist in der gezeigten Ausführungsform starr mit dem ersten Hohlradelement 24A für eine Drehung miteinander verbunden. Der erste Elektromotor 16 ist operativ zum Antrieb des zweiten Hohlradelements 24B verbunden. Der zweite Elektromotor 18 ist operativ zum Antrieb des ersten Sonnenradelements 22A und des zweiten Sonnenradelements 22B über das Verbindungselement 30 verbunden. 16 zeigt eine weitere mögliche übliche Sonnenrad-Ausführungsform eines Antriebsstrangs 10D mit einem Hybridgetriebe 14D. Der Antriebsstrang 10D ist identisch zum Antriebsstrang 10B und das Hybridgetriebe 14D ist identisch zum Hybridgetriebe 10D mit der Ausnahme, dass das Antriebsglied 32 mit dem ersten Hohlradelement 24A und das Abtriebsglied 34 mit dem Trägerelement 26 verbunden werden können.
Wie beim Antriebsstrang 10 kann der Reduktions-Zahnradsatz 70 von 3 zwischen dem Elektromotor 16 und dem Hohlradelement 22A verwendet werden. Der Reduktions-Zahnradsatz 60 der 2 kann zwischen dem Elektromotor 18 und dem Verbindungselement 30 verwendet werden. Der Antriebsstrang 10B kann in den Betriebsarten Compound-Split und vollelektrisch betrieben werden, wie es in Bezug auf den Antriebsstrang 10 beschrieben ist.
In 13 ist das Planetengetriebe 20B nur zur Veranschaulichung symbolisch als zwei Hebel L5 und L6 dargestellt, wobei das gemeinsame Trägerelement 26 als ein separater Knoten in jeder der beiden Hebel L5 und L6 wiedergegeben ist. Wie Fachleute auf dem Gebiet wissen, können die Hebel L5 und L6 stattdessen im Allgemeinen durch einen Vierpunkt-Hebel L56 dargestellt werden, wie in 14 gezeigt, wobei das gemeinsame Trägerelement 26 und das Verbindungselement 30 eine feste Verbindung bereitstellen, d. h. eine Paarung zwischen den Sonnenradelementen 22A und 22B. Mit dem gemeinsamen Trägerelement 26 und dem Verbindungselement 30 wird die maximale Anzahl der separat drehenden Trägheiten (um eine gemeinsame Mittelachse) von sechs auf vier verringert und die Gesamtzahl der Freiheitsgrade von vier auf zwei. Derart eingeschränkt stellt das Planetengetriebe 20B in der Reihe der Drehzahlen nach den ersten, zweiten, dritten und vierten Knotenpunkt bereit. Wie Fachleuten jedoch bekannt ist, können verschiedene Verbund-Planetengetriebeanordnungen konstruiert werden, um einen Vierpunkt-Hebel zum Erreichen eines solchen Resultats bereitzustellen und diese im Rahmen des Hebeldiagramms von 14 anzuordnen.
Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Planetenradsatz-Hebels kann verwendet werden, um das Übersetzungsverhältnis zwischen Hohlrad und Sonnenrad für jeden jeweiligen Zahnradsatz zu repräsentieren. Beispielsweise ist die Länge l5 zwischen den Knoten des zweiten Hohlradelements 24B und dem Trägerelement 26 proportional zur Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenradelements 22B, während die Länge l6 zwischen den Knoten des Trägerelements 26 und des zweiten Sonnenradelements 22B proportional zur Anzahl der Zähne der ersten Hohlradelements 24B ist. Desgleichen ist die Länge l7 zwischen den Knoten des ersten Hohlradelements 24A und dem Trägerelement 26 proportional zur Anzahl der Zähne der ersten Sonnenradelements 22A, während die Länge l8 zwischen den Knoten des ersten Sonnenradelements 22A und dem Trägerelement 26 proportional zum Verhältnis der Zähnezahl des ersten Hohlradelements 24A zur Anzahl der Zähne des ersten Sonnenradelements 22A ist.
15 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Antriebsstrangs 10C mit demselben Planetengetriebe 20 als Antriebsstrang 10 der 1, aber mit einem Hybridgetriebe 14C, dass vier Kupplungen C1, C2, C3 und C4 hinzufügt, die eine Eingangs- und Ausgangs-Umschaltung ermöglichen, um zwei unterschiedliche Betriebsarten des Compound-Splits zu erreichen. Die Steuerung 52 ist operativ mit den Kupplungen C1, C2, C3 und C4 entweder direkt oder über eine separate Getriebesteuerung mit einer Schnittstellen zur Steuerung 52 verbunden.
Jseder der vier Kupplungen C1, C2, C3 und C4 kann selektiv in Eingriff gebracht werden, um jeweils eines der Antriebsglieder 32 und der Abtriebsglieder 34 mit einem der Trägerelemente 26 und dem ersten Hohlradelement 24A zu verbinden. Genauer gesagt, die erste Kupplung C1 kann selektiv in Eingriff gebracht werden, um das Antriebsglied 32 miteinander drehbar mit dem ersten Hohlradelement 24A und dem zweiten Hohlradelement 24B über das Verbindungselement 30 zu verbinden. Die zweite Kupplung C2 kann selektiv in Eingriff gebracht werden, um das Antriebsglied 32 miteinander drehbar mit dem Trägerelement 26 zu verbinden. Die dritte Kupplung C3 kann selektiv in Eingriff gebracht werden, um das Trägerelement 26 miteinander drehbar mit dem Abtriebsglied 34 zu verbinden. Die vierte Kupplung C4 kann selektiv in Eingriff gebracht werden, um das erste Hohlradelement 24A und das Hohlradelement 24B über das Verbindungselement 30 miteinander drehbar mit dem Abtriebsglied 34 zu verbinden.
Eine erste Betriebsart Compound-Split ist erreicht, wenn nur die erste und dritte Kupplung C1 und C3 geschlossen sind. Die Bremse B1 sowie die zweite und vierte Kupplung C2 und C4 sind nicht im Eingriff. Der Verbrennungsmotor 12 ist eingeschaltet ist und treibt das erste Hohlradelement 24A über die geschlossene Kupplung C1 und das Verbindungselement 30 an. Das Trägerelement 26 treibt das Abtriebsglied 34 über die geschlossene Kupplung C3 und die Elektromotoren 16 und 18 werden nach Bedarf für den Betrieb als Motoren oder Generatoren gesteuert, damit der Verbrennungsmotor 12 eine konstante Drehzahl aufrechterhalten kann, während die am Abtriebsglied 34 benötigte Drehzahl und das Drehmoment variieren, um die Anforderung des Bedieners zu erfüllen.
In einer zweiten Betriebsart Compound-Split sind nur die zweite und die vierte Kupplung C2 und C4 geschlossen, die Bremse B1 sowie die erste und dritte Kupplung C1 und C3 sind nicht im Eingriff. Der Verbrennungsmotor 12 ist eingeschaltet und treibt das Trägerelement 26 über die geschlossene Kupplung C2 an. Das Drehmoment wird über den Planetenradsatz 20 vom ersten Hohlradelement 24A und dem Verbindungselement 30 zur geschlossenen Kupplung C4 übertragen, um das Abtriebsglied 34 anzutreiben, und die Elektromotoren 16 und 18 werden nach Bedarf für den Betrieb als Motoren oder Generatoren gesteuert, damit der Verbrennungsmotor 12 eine konstante Drehzahl aufrechterhalten kann, während die am Abtriebsglied 34 benötigte Drehzahl und das Drehmoment variieren, um die Anforderung des Bedieners zu erfüllen.
Neben der/den Betriebsart(en) Compound-Split und der vollelektrischen Betriebsart kann jeder der hierin beschriebenen Antriebsstränge 10, 10A, 10B, 10C und 10D in vielen weiteren Betriebsarten betrieben werden, um die Fahrzeugbetriebsbedingungen zu erfüllen. Beispielsweise können die Antriebsstränge 10, 10A, 10B, 10C und 10D so gesteuert werden, um erzeugte Energie zur Auffüllung der Energiespeichervorrichtung 50 zu speichern, wenn das Fahrzeug parkt (d. h. während das Abtriebsglied 34 die Drehzahl Null hat). Die Antriebsstränge 10, 10A, 10B, 10C und 10D können in einer vollelektrischen Betriebsart eingekoppelt werden, entweder im Vortrieb des Abtriebsglieds 34 (wenn eine hydraulische Kupplung angewendet wird) oder im rückwärtigen Antrieb des Abtriebsglieds 34 (mit der betätigten Bremse B1). Die Antriebsstränge 10, 10A, 10B, 10C und 10D können in der Betriebsart Compound-Split bei gelöster Bremse B1 vorwärts oder rückwärts eingekoppelt werden. Zusätzlich können die Antriebssysteme 10, 10A, 10B, 10C und 10D bei alleiniger Nutzung des Verbrennungsmotors 12 eingekoppelt werden, etwa bei einer erschöpften Energiespeichervorrichtung 50 und gelöster Bremse B1. Der Verbrennungsmotor 12 kann an einer Steigung gestartet werden, wenn einer der Antriebsstränge 10, 10A, 10B, 10C oder 10D entweder vorwärts oder rückwärts durch Verwendung der Elektromotoren 16 und 18 betrieben wird, um das erforderliche Drehmoment am Abtriebsglieds 34 beizubehalten. Die Antriebsstränge 10, 10A, 10B, 10C und 10D können so gesteuert werden, um an einer Steigung entweder vorwärts oder rückwärts ein kontinuierliches Kriechen zu bewirken. Die Antriebsstränge 10, 10A, 10B, 10C und 10D können so gesteuert werden, um in allen Betriebsarten des Vorwärts-Vortriebs ein regeneratives Bremsen zu bewirken. Die Antriebsstränge 10, 10A, 10B, 10C und 10D können schnell maximale Leistung aus allen Betriebsarten bereitstellen, um einen Vollgas-Betrieb (voll geöffnete Drosselklappe) des Verbrennungsmotors 12 zu adressieren. Ein Starttaste mittels gespeicherter Energie von der Energiespeichervorrichtung 50 zum Starten des Verbrennungsmotors 12 ist auch in allen Antriebssträngen 10, 10A, 10B und 10C verfügbar.
Während die besten Arten zur Durchführung der zahlreichen Aspekte der vorliegenden Offenbarung im Detail geschildert wurden, werden diejenigen, die mit diesen Offenbarungen vertraut sind, verschiedene alternative Aspekte zur Durchführung der gegenwärtigen Offenbarungen erkennen, die innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche liegen.

Claims

Antriebsstrang, Folgendes umfassend: eine Planetengetriebe-Anordnung einschließlich: zwei Sonnenradelementen; zwei Hohlradelementen; ein einzelnes Trägerelement; und ein Verbindungselement, das entweder die beiden Sonnenradelemente oder die beiden Hohlradelemente für eine Drehung miteinander verbindet; ein Antriebsglied und ein Abtriebsglied, von denen eines mit dem Trägerelement und das andere mit dem ersten Hohlradelement für eine Drehung miteinander verbunden ist; ein erster Elektromotor und ein zweiter Elektromotor; wobei der zweite Elektromotor operativ mit dem ersten Sonnenradelement zum Antrieb des ersten Sonnenradelements verbunden ist, und der erste Elektromotor operativ verbunden ist zum Antrieb eines des zweiten Hohlradelements oder des zweiten Sonnenradelements, das nicht mit dem Verbindungselement verbunden ist; eine Steuerung, die operativ mit dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor verbunden ist; und eine Bremse, die selektiv in Eingriff gebracht werden kann, um das Antriebsglied stationär zu halten; worin die Steuerung so konfiguriert ist, den ersten und zweiten Elektromotor für den Betrieb in einer Betriebsart Compound-Split zu steuern, wenn das Antriebsglied angetrieben wird und die Bremse nicht eingelegt ist, sowie zum Betrieb in einer vollelektrischen Betriebsart, wenn die Bremse eingelegt ist.
Der Antriebsstrang nach Anspruch 1 in Kombination mit einem Motor mit einem Abtriebsglied, das operativ mit dem Antriebsglied verbunden werden kann, um das Antriebsglied anzutreiben, wenn der erste und zweite Elektromotor so gesteuert werden, dass sie in der Betriebsart Compound-Split arbeiten.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, worin der erste und zweite Elektromotor zu vorbestimmten Drehzahlen gesteuert werden, damit das Antriebsglied stationär ist, wenn die Bremse eingelegt ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, worin: das Verbindungselement das erste und zweite Hohlradelement verbindet; das Antriebsglied mit dem Trägerelement verbunden werden kann; das Abtriebsglied mit dem ersten Hohlradelement verbunden werden kann; und der erste Elektromotor operativ zum Antrieb des zweiten Sonnenradelements verbunden ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, worin: das Verbindungselement das erste und das zweite Hohlradelement verbindet; das Abtriebsglied mit dem Trägerelement verbunden werden kann; das Antriebsglied mit dem ersten Hohlradelement verbunden werden kann; und der erste Elektromotor operativ zum Antrieb des zweiten Sonnenradelements verbunden ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, worin: das Verbindungselement das erste und das zweite Sonnenradelement verbindet; das Antriebsglied mit dem Trägerelement verbunden werden kann; das Abtriebsglied mit dem ersten Hohlradelement verbunden werden kann; und der erste Elektromotor operativ zum Antrieb des zweiten Hohlradelements verbunden ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, ferner umfassend: vier Kupplungen, die jeweils selektiv eingreifen können, um eines der Antriebsglieder und der Abtriebsglieder operativ entweder mit dem Trägerelement oder dem ersten Hohlradelement zu verbinden; und worin zwei der vier Kupplungen in einer ersten Betriebsart Compound-Split geschlossen werden, und zwei der vier Kupplungen in einer zweiten Betriebsart Compound-Split geschlossen werden.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen ersten Untersetzungs-Zahnradsatz mit: einem ersten Zahnrad, das für eine Drehung miteinander mit einem ersten Rotor des ersten Elektromotors verbunden ist; ein zweites Zahnrad, das für eine Drehung miteinander entweder mit dem zweiten Hohlradelement oder dem zweiten Sonnenradelement verbunden ist; und einem Zwischenrad, das sowohl beim ersten Zahnrad als auch beim zweiten Zahnrad eingreift.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Untersetzungs-Zahnradsatz mit: einem ersten Zahnrad, das für eine Drehung miteinander mit einem zweiten Rotor des zweiten Elektromotors verbunden ist; ein zweites Zahnrad, das für eine Drehung miteinander mit dem ersten Sonnenradelement verbunden ist; und einem Zwischenrad, das sowohl beim ersten Zahnrad als auch beim zweiten Zahnrad eingreift.
Antriebsstrang, Folgendes umfassend: eine Planetengetriebe-Anordnung einschließlich: einem ersten Sonnenradelement; einem zweiten Sonnenradelement; einem ersten Hohlradelement, welches das erste Sonnenradelement radial umgibt; einem zweiten Hohlradelement, welches das zweite Sonnenradelement radial umgibt; einem Trägerelement, Folgendes tragend: einen ersten Satz Rizelräder, die beim ersten Sonnenradelement und beim ersten Hohlradelement eingreifen; einen zweiten Satz Ritzelräder, die beim zweiten Hohlradelement eingreifen; einen dritten Satz Ritzelräder, die beim zweiten Satz der Ritzelräder und beim zweiten Sonnenradelement eingreifen; ein Verbindungselement, das eines der folgenden Dinge verbindet: das erste und zweite Hohlradelement, sodass das erste und zweite Hohlradelement miteinander drehen; oder das erste und zweite Sonnenradelement, sodass das erste und zweite Sonnenradelement miteinander drehen; ein Antriebsglied und ein Abtriebsglied, von denen eines verbunden werden kann, um im Einklang mit dem Trägerelement zu drehen und das andere verbunden werden kann, um im Einklang mit dem ersten Hohlradelement zu drehen; einen ersten Elektromotor und einen zweiten Elektromotor, die beide selektiv als Motor oder als Generator zu betreiben sind; worin der zweite Elektromotor einen zweiten Rotor hat, der operativ mit dem ersten Sonnenradelement verbunden ist, sodass der zweite Rotor das erste Sonnenradelement antreibt, wenn der zweite Elektromotor als Motor arbeitet; und worin der erste Elektromotor einen ersten Rotor hat, der operativ verbunden ist zum Antrieb entweder des zweiten Hohlradelements oder des zweiten Sonnenradelements, das zur Drehung miteinander mit dem Verbindungselement verbunden ist, wenn der erste Elektromotor als Motor arbeitet.