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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Hybridantriebsstränge für motorisierte Fahrzeuge. Insbesondere beziehen sich Aspekte dieser Offenbarung auf elektrische verstellbare Getriebe (EVT), die sowohl elektrische als auch mechanische Antriebswege aufweisen, um einen Split-Modus-Betrieb innerhalb des Getriebes vorzusehen.
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HINTERGRUND
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Herkömmliche Kraftfahrzeuge, wie das moderne Automobil, werden mit einem Antriebsstrang gebaut, der das Fahrzeug antreibt und die Bordfahrzeugelektronik versorgt. Der Antriebsstrang, der einen Antriebsstrang einschließt und manchmal fälschlich als solcher bezeichnet wird, besteht im Allgemeinen aus einem Motor, der durch eine mehrstufige Energieübertragung die Antriebskraft zum Fahrzeug-Endantriebssystem (z. B. Hinter- und/oder Vorderachsen-Differential, Vorder- und Hinterachsen und Räder) liefert. Automobile wurden herkömmlich mit einem Verbrennungsmotor (ICE) nach Hubkolbenbauart angetrieben, aufgrund dessen leichter Verfügbarkeit und relativ preiswerter Kosten, geringem Gewicht und dessen Gesamtwirkungsgrad. Derartige Motoren beinhalten 2-Takt- oder kompressionsgezündete 4-Takt-Dieselmotoren und funkengezündete 4-Takt-Benzinmotoren.
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Andererseits nutzen Hybridfahrzeuge alternative Leistungsquelle, um das Fahrzeug anzutreiben, die Abhängigkeit des Motors von der Energie zu minimieren und dadurch den gesamten Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu erhöhen. Ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) umfasst zum Beispiel sowohl elektrische Energie als auch chemische Energie und wandelt diese in mechanische Kraft um, um das Fahrzeug anzutreiben und die Fahrzeugsysteme zu versorgen. Das HEV nutzt im Allgemeinen eine oder mehrere elektrische Maschinen (E-Maschine), wie Elektromotoren/Generatoren, die einzeln oder zusammen mit einem Verbrennungsmotor betrieben werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Da Hybridfahrzeuge ihre Leistung von anderen Quellen als dem Motor ableiten können, können die Motoren in Hybridfahrzeugen abgeschaltet werden, während das Fahrzeug durch die alternative Leistungsquelle(n) angetrieben wird.
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Reihenhybridarchitekturen sind im Allgemeinen durch einen Verbrennungsmotor gekennzeichnet, der antriebsmäßig mit einem elektrischen Generator gekoppelt ist. Der elektrische Generator führt wiederum Leistung einem oder mehreren Elektromotoren zu, die zum Drehen der Endantriebselemente betrieben werden. In der Tat gibt es zwischen dem Motor und den Endantriebselementen in einem Reihenhybridantriebsstrang keine mechanische Verbindung. Das Fehlen einer mechanischen Verbindung zwischen dem Motor und den Rädern ermöglicht, dass der Motor, selbst während sich die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, mit einer konstanten und effizienten Rate, z. B. näher dem theoretischen Grenzwert von 37% als dem normalen Durchschnitt von 20%, arbeitet. Der Elektromotor/Generator kann außerdem in einem Motormodus arbeiten, um eine Startfunktion für den Verbrennungsmotor bereitzustellen. Dieses System kann ebenfalls ermöglichen, dass der/die Elektromotor(en) durch „Rückgewinnungsbremsung” Energie vom Verlangsamen des Fahrzeugs wiedergewinnt und sie in der Batterie speichert.
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Leistungsverzweigte Hybridarchitekturen können im Vergleich dazu durch einen Verbrennungsmotor und eine oder mehrere Elektromotor-/Generatoranordnungen charakterisiert werden, von denen jede eine mechanische Antriebskopplung zur Kraftübertragung aufweist. Die meisten leistungsverzweigten Hybridentwürfe kombinieren einen großen elektrischen Generator und einen Motor in einer Einheit, wobei sie Vortriebsleistung bereitstellen und sowohl den herkömmlichen Startermotor als auch die Lichtmaschine ersetzen. Eine derartige leistungsverzweigte Hybrid-Antriebsstrangarchitektur umfasst ein Verbund-leistungsverzweigtes elektromechanisches Zweifachmodusgetriebe, das ein Antriebselement zum Empfangen von Leistung von der ICE und ein Abtriebselement zum Zuführen von Leistung vom Getriebe zur Antriebswelle nutzt. Erste und zweite Motoren/Generatoren arbeiten einzeln oder gemeinsam, um die Getriebeabtriebswelle zu drehen. Diese Motoren/Generatoren sind elektrisch mit einer Energiespeichervorrichtung verbunden, wie beispielsweise einem Akkupack, um zwischen der Speichervorrichtung und dem ersten und dem zweiten Motor/Generator elektrische Leistung auszutauschen. Um den Austausch elektrischer Leistung zwischen der Energiespeichervorrichtung und den Motoren/Generatoren sowie den Austausch elektrischer Leistung zwischen den Motoren/Generatoren zu regulieren, wird eine Antriebsstrang-Steuereinheit eingesetzt.
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Elektrisch verstellbare Getriebe (EVT) stellen kontinuierlich variable Übersetzungsverhältnisse bereit, indem sie Merkmale sowohl von Reihen- als auch von Parallelhybrid-Antriebsstrangarchitekturen kombinieren. EVTs sind mit einem direkten mechanischen Weg zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Endantrieb betreibbar und ermöglichen somit eine verhältnismäßig hohe Getriebeeffizienz und die Anwendung kostengünstigerer, weniger voluminöser Motorhardware. EVTs sind ebenfalls mit einem Maschinenbetrieb, der mechanisch unabhängig vom Endantrieb ist, in verschiedenen mechanisch/elektrisch verzweigten Beiträgen betreibbar, wodurch variable Übersetzungsverhältnisse mit hohem Drehmoment, elektrisch dominierte Starts, Rückgewinnungsbremsung, Motorleerlauf und Zweifachmodusbetrieb ermöglicht werden.
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Ein EVT kann ein Differentialgetriebe verwenden, um zwischen Eingang und Ausgang stufenlos verstellbare Drehmoment- und Übersetzungsverhältnisse zu erzielen, ohne die gesamte Leistung durch die variablen Elemente zu schicken. Das EVT kann das Differentialgetriebe verwenden, um einen Bruchteil seiner übertragenen Leistung durch den (die) Elektromotor(en)/Generator(en) und den Rest seiner Leistung durch einen anderen parallelen Pfad, der mechanisch ist, zu schicken. Der Rest seiner Leistung wird über einen anderen, parallelen Weg geschickt, der mechanisch und direkt (d. h. „festes Übersetzungsverhältnis”) oder alternativ wählbar ist. Eine Form des Differentialgetriebes ist die epizyklische Planetengetriebeanordnung. Ein Planetengetriebe bietet unter allen Mitgliedern der Planetengetriebe-Teilmenge die Vorteile der Kompaktheit und unterschiedlichen Drehmoment- und Übersetzungsverhältnissen. Herkömmlich sind hydraulisch betätigte Drehmomenterzeugungsvorrichtungen, wie beispielsweise Kupplungen und Bremsen (der Begriff „Kupplung” wird im Folgenden zur Bezugnahme sowohl auf Kupplungen als auch auf Bremsen verwendet) wahlweise einrückbar, um die vorgenannten Getriebeelemente zu aktivieren, um die gewünschten Vorwärts- und Rückwärtsgangverhältnisse zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen des Getriebes festzulegen. Das Übersetzungsverhältnis ist im Allgemeinen als Getriebeeingangsdrehzahl, dividiert durch die Getriebeausgangsdrehzahl, definiert.
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Das Schalten von einem Übersetzungsverhältnis zu einem anderen wird im Allgemeinen in Ansprechen auf die Maschinendrosselklappe und auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeführt und schließt normalerweise das Lösen einer oder mehrerer „abgehender” Kupplungen, die dem gegenwärtigen oder erreichten Übersetzungsverhältnis zugeordnet sind, und das Anlegen einer oder mehrerer „ankommender” Kupplungen, die dem gewünschten oder angewiesenen Übersetzungsverhältnis zugeordnet sind, ein. Schaltungen, die in der vorgenannten Weise ausgeführt werden, werden als „Kupplung-zu-Kupplung”-Schaltungen bezeichnet und erfordern eine genaue Zeitgebung, um ein Schalten mit optimaler Qualität zu erzielen. Ein Schalten, das aus einem höheren Übersetzungsverhältnis in ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis erfolgt, wird häufig als „Hochschalten” bezeichnet, während ein Schalten, das aus einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ein höheres Übersetzungsverhältnis erfolgt, häufig als „Herunterschalten” bezeichnet wird. Die Schaltsteuerung beinhaltet das „Schalten mit anstehender Leistung” und das Schalten „ohne anstehende Leistung”. Das Schalten mit anstehender Leistung bezieht sich auf einen Schaltvorgang, der während des Fahrer-„Antippens”, d. h. wenn der Fahrer das Fahrpedal niederdrückt, stattfindet, während sich ein Schalten ohne anstehende Leistung auf einen Schaltbetrieb bezieht, der während des „Loslassens” erfolgt, d. h. wenn das Fahrpedal teilweise oder vollständig losgelassen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Hierin offenbart sind elektrisch verstellbare Getriebe für Kraftfahrzeug-Antriebsstränge, Verfahren zur Herstellung und Verfahren zur Verwendung derartiger elektrisch verstellbarer Getriebe und Kraftfahrzeuge mit Verbund-leistungsverzweigten elektrisch verstellbaren Getrieben. Als nicht einschränkendes Beispiel wird eine verbesserte Verbund-leistungsverzweigte EVT-Architektur mit mehreren dedizierten Kupplungen offenbart, die jeweils auf einen von zwei Motoren/Generatoren wirken, um entweder den Motor/Generator zu trennen oder um das Motor-/Generator-Untersetzungsgetriebe für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu schalten. Diese neue Form eines Mehrmodus-Hybridgetriebes kann mit einem dritten „redundanten” Motor/Generator realisiert werden, z. B. der eine Hinterachse des Endantriebs zusammen mit einer oder mehreren Kupplungen antreibt, um den redundanten Motor zu trennen, was dazu beitragen kann, einen redundanten Motorwiderstand zu beseitigen. Eine derartige Trennkupplung kann anstelle eines vollständigen Satzes an Modusauswahl-Hardware zum Einsatz kommen. Bei zumindest einigen Implementierungen ist es möglich, zum Übertragen von Drehmoment von einem Motor/Generator zum Rest des Antriebssystems anstelle eines Planetenradsatzes, zwei oder mehr Zahnradsätze zu verwenden.
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Ebenfalls offenbart sind Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHV/PHEV) und weitere Hybrid-Elektrofahrzeug-(HEV)-Konfigurationen, die mit einem Verbundleistungsverzweigten Antriebsstrang ausgestattet sind. Der Antriebsstrang enthält zwei oder mehr Elektromotoren/Generatoren, einen Verbund-Planetenradsatz und mindestens einen Zahnradsatz zum Reduzieren der Drehzahl und zum Multiplizieren des Drehmoments von einem Motor/Generator zum Planetenradsatz. Mindestens eine Kupplungsvorrichtung verbindet den Motor/Generator mit dem Planetenradsatz in einem ersten Übersetzungsverhältnis zwischen dem Motor/Generator und einem ersten Element des Planetenradsatzes. Der Motor/Generator ist abschaltbar, um aktiv zu verbleiben oder eine minimale Verlustdrehzahl anzustreben, während sich das Fahrzeug in Vorwärtsbewegung befindet, insbesondere bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten. Zusätzlich kann der Motor/Generator über eine zweite Kupplungsvorrichtung als ein zweites Übersetzungsverhältnis zwischen dem Motor/Generator und einem Element des Planetenradsatzes verbindbar sein.
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Gemäß mindestens einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der Verbundleistungsverzweigte Antriebsstrang zwei Antriebseinheiten, eine auf der Vorderachse und eine auf der Hinterachse eines Fahrzeugs. Die erste Antriebseinheit ist für einen Verbundleistungsverzweigten Betrieb mit einer Kupplung zwischen dem ersten der zwei Motoren/Generatoren und einem Verbund-Planetenradsatz und der zweiten Antriebseinheit mit einem dritten Elektromotor/Generator konfiguriert. Wenn der erste Motor/Generator getrennt wird, können die erste und die zweite Antriebseinheit zusammen eine Eingangs-Leistungsverzweigungsanordnung unter Verwendung einer gemeinsamen Verbindung zur Straße und zum zweiten und dritten Motor/Generator bilden. Der erste Elektromotor/Generator kann von einer Übersetzung zur anderen verlagert werden, wobei diese Verlagerung durchgeführt wird, wenn das vom Elektromotor/Generator geforderte Drehmoment niedrig oder Null ist, um eine Ausgangsstörung zu minimieren. So kann beispielsweise die durch den zweiten Motor/Generator erzeugte elektrische Leistung vorübergehend vom Motor/Generator zu einem Akkupack oder zu einem dritten Motor/Generator umgeleitet werden, wenn ein dritter Motor vorhanden ist.
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Die zugehörigen Vorteile für zumindest einige der offenbarten Konzepte beinhalten das Lösen des relativ niedrigen Ausgangsdrehmoments und die Unflexibilität von Ein-Modus-Verbund-leistungsverzweigten Leistungsflusskonfigurationen. Weitere Vorteile sind das Erhöhen der Drehzahl- und Drehmomentkombination („Eckleistung”), die aufgrund eines festen Verhältnisses innerhalb der Ein-Modus-Verbund-leistungsverzweigten Antriebseinheit zur Verfügung steht. Wenn sie auf HEV-Systeme mit einem unabhängigen Motor (z. B. in einer P4-Hybrid-Elektroarchitektur) angewendet wird, kann das System über die Trennkupplungen in den Mehrfachmodusbetrieb schalten, wodurch der Widerstand eines redundanten Motors/Generators reduziert oder anderweitig beseitigt wird. Das System kann Allradantrieb-(AWD)-Funktionalität liefern, den Motorwirkungsgrad für das Fahren bei hohen Geschwindigkeiten erhöhen und den mechanischen Widerstand bei hohen Geschwindigkeiten reduzieren.
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung richten sich auf mehrstufiges Leistungsgetriebe mit variablen leistungsverzweigten Differenzialzahnradsätzen und unabhängig geschalteten Leistungspfaden durch das Getriebe. Offenbart ist zum Beispiel ein mehrstufiges Leistungsgetriebe für ein Fahrzeug mit einem Motor, zwei Elektromotoren und einem Endantrieb zum Antreiben des Fahrzeugs. Das Getriebe beinhaltet ein Antriebselement zum Verbinden mit dem Motor und ein Abtriebselement zum Verbinden mit dem Endantrieb. Des Weiteren ist ein Getriebezug beinhaltet, der in der Art eines Planetenradsatzes oder eines Übertragungszahnradsatzes sein kann, und ein stationäres Element, das konfiguriert ist, um z. B. über eine Reaktionsbremse mit dem Getriebezug zu verbinden. Eine erste Drehmomentübertragungsvorrichtung (TTD) ist mit dem ersten Motor verbunden, während in diesem Beispiel eine zweite TTD mit dem zweiten Motor verbunden ist. Das Getriebe beinhaltet auch einen Verbund-Planetenradanordnung mit zwei miteinander verbundenen Planetenradsätzen, von denen jeder drei Zahnradelemente aufweist (z. B. ein Sonnenrad, ein Planetenrad und ein Hohlrad). Die Verbund-Planetenradanordnung weist vier leistungsübertragende Knotenpunkte auf. Die erste TTD verbindet den ersten Elektromotor selektiv mit dem ersten Knotenpunkt der Verbund-Planetenradanordnung, während die zweite TTD den zweiten Elektromotor selektiv mit dem vierten Knotenpunkt über den Getriebezug verbindet. Im Gegensatz dazu verbindet sich das Getriebeantriebselement mit der Verbund-Planetenradanordnung am zweiten Knotenpunkt, während das Getriebeabtriebselement am dritten Knotenpunkt verbunden ist, um die Drehleistung vom Getriebe zum Endantrieb zu übertragen.
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Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung richten sich auf Kraftfahrzeuge mit Verbund-leistungsverzweigten elektrisch verstellbaren Getrieben. Ein „Kraftfahrzeug”, wie hierin verwendet, kann jede relevante Fahrzeugplattform beinhalten, wie beispielsweise Personenkraftwagen (Hybrid, Elektro, Brennstoffzellen, usw.), Nutzfahrzeuge, Industriefahrzeuge, Kettenfahrzeuge, Geländefahrzeuge (ATV), Landmaschinen, Motorräder usw. In einem Beispiel beinhaltet ein Hybrid-Elektrofahrzeug einen Verbrennungsmotor (ICE), zwei oder mehrere Elektromotoren/Generatoren (M/G) und ein Endantriebssystem mit an einer Vorder- und/oder Hinterachse angebrachten Antriebsrädern. Ferner ist eine EVT mit einem Getriebegehäuse, einer Getriebeeingangswelle zum Verbinden an die Abtriebswelle des Motors und einer Getriebeausgangswelle zum Verbinden mit den Antriebsrädern des Endantriebsystems.
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Die EVT beinhaltet auch einen Getriebezug, der innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist, eine erste Kupplung, die mit dem ersten M/G verbunden ist, eine zweite Kupplung, die mit dem zweiten M/G verbunden ist, und eine Reaktionsbremse zum selektiven Erden eines Getriebeelementes des Getriebezuges zum Getriebegehäuse. Ferner ist eine Verbund-Planetenradanordnung mit zwei Planetenradsätzen beinhaltet, die jeweils drei Zahnräder beinhalten. Zwei der drei Zahnradelemente des ersten Planetenradsatzes sind mit zwei der drei Zahnradelemente des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Ein Zahnradelement jedes Planetenradsatzes kann geteilt werden, wie beispielsweise ein gemeinsames Sonnenrad oder ein gemeinsames Hohlrad. Die Verbund-Planetenradanordnung weist vier Knotenpunkte auf: die erste Kupplung verbindet und trennt selektiv den zweiten M/G zu und vom ersten Knotenpunkt; die zweite Kupplung verbindet und trennt selektiv den zweiten M/G zu und von der vierten Verbindungsstelle über den Getriebezug; die Getriebeeingangswelle verbindet sich am zweiten Knotenpunkt; und die Getriebeausgangswelle verbindet sich am dritten Knotenpunkt.
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In noch weiteren Aspekten dieser Offenbarung werden Verfahren zur Herstellung und Verfahren zur Verwendung eines beliebigen der offenbarten Leistungsgetriebe vorgestellt. Als ein weiteres Beispiel beinhaltet ein Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug einen Motor, zwei Elektromotoren, ein Endantriebssystem mit einem oder mehreren Antriebsrädern und ein mehrstufiges Leistungsgetriebe. Dieses Getriebe beinhaltet ein Eingangselement zum Verbinden mit dem Motor, ein Ausgangselement zum Verbinden mit dem Endantriebssystem, ein stationäres Element, und einen Getriebezug, der selektiv zum stationären Element führt. Eine erste TTD ist wirksam mit dem ersten Motor verbunden und eine zweite TTD ist mit dem zweiten Motor wirksam verbunden. Das Getriebe beinhaltet ferner eine Verbund-Planetenradanordnung mit gekoppelten Planetenradsätzen, die jeweils drei Zahnräder beinhalten. Die Verbund-Planetenradanordnung definiert erste, zweite, dritte und vierte Knotenpunkte: wobei die erste TTD den ersten Motor selektiv mit dem ersten Knotenpunkt verbindet, die zweite TTD den zweiten Motor selektiv mit dem vierten Knotenpunkt über den Getriebezug verbindet, wobei Eingangselement mit dem zweiten Knotenpunkt wirksam verbunden ist und das Ausgangselement mit dem dritten Knotenpunkt wirksam verbunden ist. Es ist vorgesehen, dass eine oder mehrere oder alle der vorgenannten Verbund-Planetenradanordnungen die Form einer Verbund-Doppelplanetenradanordnung annehmen.
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Die vorstehend beschriebene Zusammenfassung soll nicht jede Ausführungsform oder jeden Aspekt der vorliegenden Offenbarung repräsentieren. Vielmehr veranschaulicht die vorstehende Zusammenfassung lediglich einige der neuartigen Aspekte und Merkmale, wie hierin dargelegt. Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen und der Arten zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen leicht ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung, die ein Verbund-leistungsverzweigtes elektrisches verstellbares Getriebe (EVT) darstellt, das als Teil eines Hybridantriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
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2 ist ein schematisches Hebeldiagramm des in 1 dargestellten EVT. Für die vorliegende Offenbarung können verschiedene Modifikationen und alternative Formen zur Anwendung kommen und einige exemplarische Ausführungsformen werden hierin anhand der Zeichnungen in Form von Detailbeispielen dargestellt. Es versteht sich allerdings, dass die neuartigen Aspekte dieser Offenbarung nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten besonderen Formen beschränkt sind. Vielmehr umfasst diese Offenbarung alle Modifikationen, Entsprechungen, Kombinationen, Teilkombinationen und Alternativen, die dem Erfindungsgedanken und dem Umfang der Offenbarung entsprechen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Diese Offenbarung eignet sich für eine Vielzahl von Ausführungsformen. Es werden in den Zeichnungen repräsentative Ausführungsformen der Offenbarung dargestellt und hierin im Detail beschrieben, wobei die vorliegende Offenbarung als eine Veranschaulichung der Prinzipien der Offenbarung zu und nicht als Einschränkung der mannigfaltigen Aspekte der Offenbarung bezüglich der dargestellten Ausführungsformen zu betrachten ist. Entsprechend sollten Elemente und Einschränkungen, die beispielsweise in den Abschnitten der Kurzdarstellung, der Zusammenfassung und der ausführlichen Beschreibung offenbart, aber nicht explizit in den Patentansprüchen aufgeführt sind, nicht per Schlussfolgerung, Rückschluss oder anderweitig einzeln oder insgesamt in die Patentansprüche integriert werden. Zu Zwecken der vorliegenden ausführlichen Beschreibung, soweit nicht ausdrücklich dementiert: beinhaltet die Singularform die Pluralform und umgekehrt; die Wörter „und” und „oder” sind beide verbindend und trennend; das Wort „alle” bedeutet „alle und jegliche”; das Wort „jegliche” bedeutet „alle und jegliche”; und die Wörter „einschließlich” und „umfassend” bedeuten „einschließlich ohne Einschränkung.” Darüber hinaus können beispielsweise Wörter, wie „etwa”, „fast”, „wesentlich”, „ungefähr” und dergleichen, hierin im Sinne von „bei, nahe oder nahezu”, oder „innerhalb 3–5% von” oder „innerhalb akzeptabler Herstellungstoleranzen” oder jegliche logische Kombination davon verwendet werden.
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Mit Bezug auf die Zeichnungen, worin sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den verschiedenen Ansichten beziehen, ist in 1 schematische Darstellung eines repräsentativen im Allgemeinen mit 10 bezeichneten Automobils mit einem im Allgemeinen mit 11 bezeichneten Verbund-leistungsverzweigten Hybridantriebsstrang gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Der exemplarische Fahrzeugantriebsstrang 11 ist in 1 mit verschiedenen Antriebsmaschinen, einschließlich eines Motors 12 und eines Paares von Elektromotor-/Generatoranordnungen 14 und 16 dargestellt, die mit einem Endantriebssystem 13 durch ein mehrstufiges, elektrisch verstellbares Getriebe (EVT) 18 antriebsmäßig verbunden sind. Das Endantriebssystem 13 ist hierin durch ein mit einem Paar von Antriebsrädern 19 über eine Fahrzeugachse 15 verbundenes Differential 17 dargestellt. Das Automobil 10 – hier auch kurz als „Kraftfahrzeug” oder „Fahrzeug” bezeichnet – ist lediglich eine exemplarische Anwendung, mit der die neuartigen Aspekte dieser Offenbarung praktiziert werden können. In gleicher Weise sollte die Implementierung der vorliegenden Konzepte in hybride elektrische Architekturen auch als exemplarische Anwendungen der hierin offenbarten neuartigen Konzepte angesehen werden. Demgemäß sollte verstanden werden, dass die Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung in andere Fahrzeug-Antriebsstrangkonfigurationen integriert und für jeden logisch relevanten Kraftfahrzeugtyp verwendet werden können. So kann beispielsweise im dargestellten Beispiel in 1 der Motor 14 ein beliebiger, nun bekannter oder nachfolgend entwickelter Motor, wie beispielsweise ein 2-Takt- oder 4-Takt-Dieselverbrennungs- oder ein 4-Takt-Benzinmotor sein, der leicht angepasst ist, um eine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise bei einer Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM) bereitzustellen.
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Der Hybridantriebsstrang 11 von 1 ist für mindestens einige Implementierungen ausgebildet, das Fahrzeug 10 zu starten und anzutreiben, d. h. das Fahrzeug in allen Drehzahlbereichen zwischen niedrigen und hohen Fahrgeschwindigkeiten zu betreiben und beliebige oder die gesamte Bordfahrzeugelektronik zu versorgen. Obwohl in 1 nicht explizit dargestellt, sollte man verstehen, dass das endgültige Antriebssystem 13 jede bekannte Konfiguration umfassen kann, d. h. Vorderradantrieb (FWD), Hinterradantrieb (RWD), Vierradantrieb (4 WD), Allradantrieb (AWD) usw. Der Antriebsstrang 11 weist zusätzlich ein Energiespeichersystem 21 auf, das beispielsweise eine oder mehrere Batteriezellen umfassen kann, einschließlich Lithium-Ionen-, Bleisäure- und Nickel-Metall-Hydrid-Variationen, die als eine Reihe von Batteriemodulen angeordnet und in ein Akkupack gestapelt werden. Das Energiespeichersystem 21 ist mit dem ersten und dem zweiten Motor/Generator 14, 16 wirksam verbunden, sodass der Motor/die Generatoren das Drehmoment auf das Getriebe 18 übertragen oder von diesem empfangen können. Der Antriebsstrang 11 beinhaltet auch eine integrierte Antriebsstrangsteuerung oder eine elektronische Steuereinheit (ECU) 23, die mit den Stromquellen 12, 14, 16 und dem Energiespeichersystem 21 wirksam verbunden ist, um die Drehmomentverteilung von diesen Stromquellen auf das EVT 18 zu steuern.
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Ein „elektrisch verstellbares Getriebe”, wie in den Zeichnungen dargestellt, umfasst einen Getriebeplanetenradzug, der wirksam mit dem Motor 12, dem ersten Motor/Generator 14 und dem zweiten Motor/Generator 16 verbunden ist. Das Kanalisieren jeweiliger Drehmomente des Motors 12 und den beiden Motoren/Generatoren 14 und 16 zu unterschiedlichen Elementen des Planetenradzuges gestattet es, dass eine der Leistungsquellen den Betrieb von einer der beiden anderen unterstützt oder ausbalanciert. Somit erlaubt die Kombination eines Motors 12 und mehreren Motoren/Generatoren 14 und 16, die funktional mit dem EVT 18 verbunden sind, dass Drehzahlen und Drehmomente des Motors und der Motoren/Generatoren unabhängig gesteuert und gewählt werden können, um das betreffende Fahrzeug effizienter mit Leistung zu beaufschlagen.
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Das EVT 18, welches elektrische Maschinen umfasst, wie beispielsweise Elektromotoren/Generatoren 14, 16, kann allgemein als eine elektromechanische Antriebseinheit beschrieben werden, da es in der Lage ist, das Fahrzeug 10 ohne Aktion oder Leistung aus dem Motor 12 oder ohne den Motor 12 anzutreiben. Aus Gründen der Einfachheit und Kürze bezieht sich die vorliegende Beschreibung auf beide Architekturen – die elektromechanische Antriebseinheit und das elektrisch verstellbare Getriebe – als mit dem Motor 12 sowie mit den Motoren/Generatoren 14, 16 verbunden, wobei zu verstehen ist, dass der Motor 12 vollständig entfernt oder durch eine andere Antriebsmaschine ersetzt werden kann. Darüber hinaus können die Verbindungen des Hybridantriebsstrangs 11, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden, eine Gesamtverringerung der Drehmomentanforderung von der Kombination des ersten und zweiten Motors/Generators 14 und 16 ermöglichen, während ein annehmbares Fahrzeugleistungsvermögen im Vergleich mit anderen Systemen gewährt wird.
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Das EVT 18 von 1 beinhaltet zwei oder mehrere Getriebezüge – einen ersten Planetenradsatz (PGS) 22, einen zweiten PGS 24 und einen Getriebezug 44 (1) oder einen dritten PGS 44' (2) – die in 2 in Form eines Hebeldiagramms dargestellt sind. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Vorrichtung, wie beispielsweise eines Automatikgetriebes. Wie hierin verwendet, kann jeder einzelne Hebel einen einzelnen Planetenradsatz, eine Verbund-Planetenradanordnung mit zwei oder mehr miteinander verbundenen Planetenradsätzen oder einen externen Zahnradsatz darstellen. Im Hebel des Planetenradsatzes sind die drei grundlegenden mechanischen Komponenten des betreffenden Getriebezuges, d. h. das Sonnenrad, das Planetenrad und Träger und Hohlradelemente, jeweils durch einen Knotenpunkt auf dem jeweiligen Hebel dargestellt. Daher enthält ein typischer einzelner Planetenradsatzhebel drei Knotenpunkte: einen für das Sonnenradelement, einen für das Planetenträgerelement und einen für das Hohlradelement. Ein einzelner einfacher Planetenradsatz bestehend aus einem Sonnenrad, einem umlaufenden Hohlrad und Planeten, die sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad ineinandergreifen, weisen den Sonnenrad-Knotenpunkt an einem Ende eines derartigen Hebels auf, den Hohlrad-Knotenpunkt am anderen Ende des Hebels und den Träger-Knotenpunkt entlang des Hebels auf. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Planetenradsatzhebels kann dazu verwendet werden, um das Übersetzungsverhältnis von Hohlrad zu Sonnenrad des jeweiligen Zahnradsatzes darzustellen. 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 Knotenpunkten der verschiedenen Planetenradsätze werden durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, während Drehmomentübertragungsvorrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, als überlappende Finger und gestrichelte Kästchen dargestellt sind. Wenn die Vorrichtung eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger gegründet. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in der Druckschrift SAE-Paper 810102, verfasst von Benford, Howard, und Leising, Maurice, „The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" (1981) zu finden, die hierin durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Gemäß dem in den 1 und 2 dargestellten Beispiel hilft das EVT 18 teilweise, die Verbund-leistungsverzweigte Hybrid-Antriebsstrang 11 Architektur zu definieren, indem eine Verbund-Planetenradanordnung 20 enthalten ist. Im Allgemeinen ist ein Vier-Knoten-Hebel, wie in 2 dargestellt, durch Bereitstellen von zwei getrennten festen Verbindungen oder „Paarungen” zwischen den Elementen eines Planetenradsatzes und den Elementen eines weiteren Planetenradsatzes hergestellt. Derartige feste Verbindungen können beispielsweise zwischen einem Planetenträger eines Zahnradsatzes und einem Hohlrad eines anderen Zahnradsatzes oder zwischen einem Planetenträger eines Zahnradsatzes und einem Sonnenrad eines anderen vorgesehen sein. Wenn eine einzelne feste Verbindung verwendet wird, dient die gegenständliche Verbindung dazu, die maximale Anzahl von separat rotierenden Trägheiten (um eine gemeinsame zentrale Achse) von sechs auf vier und die gesamten Freiheitsgrade von vier auf zwei zu reduzieren. Derart eingeschränkt stellt die Verbund-Planetenradanordnung 20 in der Reihenfolge der Drehzahl erste, zweite, dritte und vierte Knotenpunkt bereit. Es sollte jedoch erkannt werden, dass Variationen der dargestellten Verbund-Planetenradanordnungen so konstruiert sein können, dass sie einen Vier-Knoten-Hebel bereitstellt, der ein derartiges Ergebnis erreicht, wobei derartige Variationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen. Verbund-Doppelplanetenradanordnungen sind ebenfalls vorgesehen.
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In 1 besteht die Verbund-Planetenradanordnung 20 aus einem ersten PGS 22, das mit einem zweiten PGS 24 verbunden ist, wobei zwei Elemente des ersten PGS 22 mit zwei Elementen des zweiten PGS 24 wirksam verbunden sind. Wie in 2 zu sehen ist, veranschaulicht ein Hebeldiagramm 26, welches die Verbund-Planetenradanordnung 20 darstellt, erste, zweite, dritte und vierte Knotenpunkte J-1, J-2, J-3 und J-4. Der erste Knotenpunkt J-1 verkörpert oder ist zumindest teilweise durch ein erstes Element 2-M1 des zweiten Planetenradsatzes 24 definiert, während der zweite Knotenpunkt J-2 durch ein zweites Element 2-M2 des zweiten Planetenradsatzes 24, der mit einem ersten Element 1-M1 des ersten Planetenradsatzes 22 verbunden ist, zumindest teilweise definiert ist. In gleicher Weise verkörpert der dritte Knotenpunkt J-3 oder ist zumindest teilweise durch ein drittes Element 2-M3 des zweiten PGS 24 definiert, das mit einem zweiten Element 1-M2 des ersten PGS 22 verbunden ist, während der vierte Knotenpunkt J-4 zumindest teilweise durch ein drittes Element 1-M3 des ersten PGS 22 definiert ist, das mit einem ersten Element 3-M1 des Getriebezugs 44/drittem PGS 44' verbunden ist.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 1 besteht der erste PGS 22 aus einem Hohlrad 28, einem oder mehreren Planetenrädern, die mit dem Hohlrad 28 ineinandergreifen und auf einem Planetenträgerelement 30 montiert sind, und ein Sonnenrad 32, das mit dem Planetenrad/den Planetenrädern 30 kämmt und konzentrisch mit dem Hohlrad 28 ausgerichtet ist. Weiterhin beinhaltet der zweite PGS 24 ein Hohlrad 34, ein oder mehrere Planetenräder, die mit dem Hohlrad 34 kämmen und auf einem Planetenträgerelement 36 montiert sind, und ein Sonnenrad 38, das mit dem Planetenrad/den Planetenrädern 36 kämmt und konzentrisch mit dem Hohlrad 34 ausgerichtet ist. Wie in 2 dargestellt und in Übereinstimmung mit der vorgenannten Struktur des ersten und zweiten Zahnradsatzes 22, 24, kann der erste Knotenpunkt J-1 das Sonnenrad 38 des zweiten PGS 24 darstellen. Zusätzlich kann der zweite Knotenpunkt J-2 das Trägerelement 36 des zweiten Zahnradsatzes 24 darstellen, der mit dem Sonnenrad 32 des ersten Zahnradsatzes 22 verbunden ist. Die dritte Knotenpunkt J-3 kann andererseits das Hohlrad 34 des zweiten Zahnradsatzes 24 darstellen, der mit dem Trägerelement 30 des ersten Zahnradsatzes 22 verbunden ist. Schließlich kann der vierte Knotenpunkt J-4 das Hohlrad 34 des zweiten Zahnradsatzes 24 darstellen, der mit einem Getriebezug verbunden ist, beispielsweise mit einem Verteilergetriebe oder einem Getriebezug 44 (1) oder einem Zahnradelement 3-M1 eines dritten Zahnradsatzes 44' (2). Die Knotenpunkte J-2 und J-3 sind jeweils durch wählbare und feste Verbindungen dargestellt, sodass die resultierende Struktur effektiv einen Vier-Knoten-Hebel erzeugt, wenn die wählbare Drehmomentübertragungsvorrichtung C1 eingerückt ist. Als solches ist der in 1 dargestellte Antriebsstrang 10 eine spezielle Ausführungsform eines Antriebsstrangs 10, der durch das in 2 gezeigte Hebeldiagramm dargestellt ist. Obwohl in 1 ein spezifischer Antriebsstrang 11 dargestellt ist, versteht es sich, dass die besondere Ausführungsform einfach exemplarisch ist und andere Antriebsstranganordnungen im Rahmen des Hebeldiagramms von 2 ebenfalls in Betracht gezogen werden.
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Wie in 1 dargestellt, sind der Motor 12 und der erste Motor/Generator 14 oder zumindest die jeweiligen drehmomentübertragenden Antriebswellen davon zur Drehung auf einer gemeinsamen ersten Drehachse A1 angeordnet. Umgekehrt ist der zweite Motor/Generator 16 oder zumindest dessen drehmomentübertragende Antriebswelle zur Drehung auf einer zweiten Drehachse A2 angeordnet. Gemäß dem dargestellten Beispiel ist die erste Achse A1 im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse A2. Der Getriebezug 44 von 1 oder der dritte PGS 44' ist konfiguriert, um den zweiten Motor/Generator 16 mit der Verbund-Planetenradanordnung 20 am vierten Knotenpunkt J-4 wirksam zu verbinden. Der Getriebezug 44 kann entweder als einstufiger oder zweistufiger Parallelwellenzahnradsatz ausgebildet sein.
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Der Motor 12, der erste Motor/Generator 14 und der zweite Motor/Generator 16 sind über eine Eingangselementanordnung, welche das Drehmoment von den Leistungsquellen auf die Verbund-Planetenradanordnung 20 überträgt, mit dem EVT 18 wirkverbunden. Als nicht einschränkendes Beispiel beinhaltet die Eingangselementanordnung eine Motorantriebswelle des Motors 12, die als ein Eingangselement 46 dient; einen Rotor des ersten Motors/Generators 14, der als Eingangselement 48 dient; und einen Rotor des zweiten Motors/Generators 16, der als Eingangselement 50 dient. Das Eingangselement 46 ist so konfiguriert, dass es ein Motordrehmoment zum EVT 18 bereitstellt. Die Motoreingangselemente 48 und 50 sind jeweils konfiguriert, um Drehmoment von ihren jeweiligen Motoren/Generatoren 14 und 16 zum EVT 18 bereitzustellen. Wie in 2 zu sehen ist, kann es wünschenswert sein, dass das erste Motoreingangselement 48 (z. B. über die Drehmomentübertragungsvorrichtung C-0) kontinuierlich mit dem ersten Knotenpunkt J-1 verbunden oder selektiv verbindbar ist. Das zweite Motoreingangselement 50 kann über den Getriebezug 44/PGS 44' (z. B. über die Drehmomentübertragungsvorrichtung C-4) kontinuierlich mit dem vierten Knotenpunkt J-4 verbunden sein oder selektiv verbunden werden. Das EVT 18 beinhaltet auch ein Ausgangselement 52, das in der Art einer Getriebeausgangswelle sein kann. Dieses Ausgangselement 52 kann kontinuierlich mit dem dritten Knotenpunkt J-3 verbunden sein und ist betreibbar, um ein Ausgangsdrehmoment von der Verbund-Planetenradanordnung 20 zum Endantrieb 13 zum Starten und Antreiben des Fahrzeugs zu übertragen.
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Wie in 1 zu sehen ist, beinhaltet das EVT 18 auch ein „stationäres Element”, das in der Art eines Getriebegehäuses 54 sein kann. Ein zweites Zahnradelement 3-M2 des dritten Zahnradsatzes 44' ist selektiv mit dem Getriebegehäuse 54 über eine selektiv einrückbare Drehmomentübertragungsvorrichtung C-3-1 verbindbar, um dadurch das Element des Zahnradsatzes zu erden. Jede oder alle der dargestellten Drehmomentenübertragungsvorrichtungen können selektiv über eine elektrisch betätigte Vorrichtung, wie beispielsweise ein Elektromagnet, eingerückt oder ausgerückt werden. Zusätzlich kann die Drehmomentübertragungsvorrichtung C-3-1 entweder als eine Bandbremse, eine Freilauf-Einwegkupplungsbremse, eine Klauenkupplung oder eine Klemmkupplung ausgebildet sein. Die anderen Drehmomentübertragungsvorrichtungen C-0, C-1, C-2 und C-4 können jeweils eine Reibungskupplung, eine Klauenkupplung oder eine Klemmbremse umfassen. Dementsprechend kann die Drehmomentübertragungsvorrichtung C-3-1 verwendet werden, um das zweite Zahnradelement 3-M2 in Relation zum Gehäuse 54 zu bremsen.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist eine (erste) Drehmomentübertragungsvorrichtung, nämlich die Kupplung null C-0, mit dem ersten Motor/Generator 14 verbunden und betreibbar, um den ersten Motor/Generator 14 selektiv mit dem ersten Knotenpunkt J-1 der Verbund-Planetenradanordnung 20 zu verbinden und/oder zu trennen. Wie ebenfalls in 2 zu sehen ist, ist eine weitere (zweite) Drehmomentübertragungsvorrichtung, nämlich die Kupplung vier C-4, dargestellt, die mit dem zweiten Motor Generator 16 verbunden ist und betreibbar ist, um den zweiten Motor/Generator 16 selektiv mit dem vierten Knotenpunkt J-4 zu verbinden und/oder zu trennen, d. h. durch Verbinden und/oder Trennen des Motors 16 zu/von einem dritten Zahnradelement 3-M3 des dritten PGS 44'. Wie im vorstehenden Absatz erwähnt, ist eine (dritte) Drehmomentübertragungsvorrichtung, nämlich die Kupplung drei-eins C-3-1 von 2 betreibbar, um selektiv das zweite Zahnradelement 3-M2 des dritten PGS 44' mit dem stationären Element 54 zu versehen. Eine (vierte) Drehmomentübertragungsvorrichtung, beispielsweise eine Kupplung C-1, ist betätigbar, um das zweite Zahnrad 2-M2 des zweiten Planetenradsatzes 24 selektiv mit dem ersten Zahnrad 1-M1 des ersten Planetenradsatzes 22 zu verbinden. Eine (fünfte) Drehmomentübertragungsvorrichtung, wie beispielsweise die Kupplung zwei C-2 ist betätigbar, um das erste Zahnradelement 3-M1 und damit den dritten Zahnradsatz 44' selektiv mit dem vierten Knotenpunkt J-4 und damit dem ersten Zahnradsatz 22 über das dritte Zahnradelement 1-M3 zu verbinden. Schließlich ist eine optionale (sechste) Drehmomentübertragungvorrichtung, die in der Art der Überbrückungskupplung C-3-2 sein kann, in Kombination mit der Kupplung vier C-4 betätigbar, um den zweiten Motor/Generator 16 über das erste Zahnrad 3-M1 des PGS 44' direkt mit dem vierten Knotenpunkt J-4 der Verbund-Planetenradanordnung 20 zu verbinden oder zu „verriegeln”. Die Implementierung der Kupplungen C-3-1 und C-3-2 bietet Systembetrieb sowohl bei hohem Drehmoment und hoher Drehzahl. Die Kupplungen C-0 und C-4 können betätigbar sein, um ihre jeweiligen Motoren 14 und 16 vom Leistungsfluss zu trennen, wenn die Motordrehzahl als zu hoch bestimmt wird.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt, kann eine Kupplung C-0 zum Trennen des ersten Motors/Generators 14 beinhaltet und betreibbar sein, eine Kupplung C-1 kann zum Trennen der Verbund-Planetenradanordnung 20 beinhaltet und betreibbar sein und dadurch den zweiten Motor/Generator 16 trennen, eine Kupplung C-2 kann beinhaltet und betreibbar sein, um einen Großteil des Getriebezugs 44/44' und des zweiten Motors/Generators 16 zu trennen, eine Kupplung C-3/C-3-1 kann beinhaltet und betreibbar sein, um einen zusätzlichen Freiheitsgrad in den Getriebezug 44/44' einzuführen und dadurch den zweiten Motor/Generator 16 zu trennen, und/oder eine Kupplung C-4 kann beinhaltet und betreibbar sein, um den zweiten Motor/Generator 16 zu trennen. Kupplungen (C-3 und C-4) oder (C-3-1 und C-3-2) können beinhaltet sein und verwendet werden, um zwei Drehzahlverhältnisse zwischen diesem Motor/Generator 16 und demselben Element der Verbund-Planetenradanordnung 20 zu unterscheiden.
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Ebenso in 2 dargestellt, ist ein optionaler dritter „redundanter” Motor/Generator 60, der selektiv betreibbar ist, um einen optionalen Endantrieb 25 mit Leistung zu versorgen und dadurch Allradantrieb (AWD) während des Betriebs des Fahrzeugs 10 zu bieten. Im dargestellten Beispiel ist der dritte Motor/Generator 60 kontinuierlich mit einem dritten Zahnrad 4-M3 eines optionalen vierten Planetenradsatzes 62 verbunden. Eine (siebte) Drehmomentübertragungsvorrichtung, nämlich die Kupplung fünf-eins C-5-1 von 2 ist betreibbar, um selektiv ein zweites Zahnradelement 4-M2 des vierten PGS 62 zum stationären Element 54 zu erden. Eine optionale (achte) Drehmomentübertragungsvorrichtung, die in der Art einer Überbrückungskupplung C-5-2 sein kann, ist selektiv betätigbar, um den dritten Motor/Generator 60 mit der hinteren Antriebsachse 25 über ein erstes Zahnrad 4-M1 des PGS 62 direkt zu verbinden oder zu „verriegeln”.
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In den nachfolgenden Tabellen sind die eingerückten und ausgerückten Kupplungsmechanismen für verschiedene Betriebsarten des in den
1 und
2 dargestellten EVT
18 aufgelistet. So werden beispielsweise, um eine Verbundleistungsverzweigte Betriebsart für das EVT
18 bereitzustellen, wenn sich das Fahrzeug
10 im FWD- oder AWD-Modus befindet, der erste und der zweite Motor/Generator
14 und
16 eingerückt, um dem EVT
18 Leistung zuzuführen. Vielmehr kann das System mit nur dem ersten Motor/Generator
14 (zweiter Motor/Generator
16 ausgeschaltet) in einen „Pseudo-Gang”-Zustand übergehen, in dem der Betrieb des EVT
18 um ein festes Übersetzungsverhältnis ist und von diesem Verhältnis unter Verwendung der Batterieleistung variabel ist. Für einen AWD-Antriebsstrang kann eine „Full-on”-Betriebsart durch selektives Einrücken aller drei Motoren für die Kraftübertragung zum Endantrieb erfolgen. Eingangsverzweigter Leistungsfluss, bei dem die Drehzahl eines der Motoren/Generatoren proportional zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, kann entweder durch Einrücken des ersten und des dritten Motors erreicht werden, während der zweite Motor ausgerückt wird, oder indem der zweite und der dritte Motor eingerückt werden, während der erste Motor ausgerückt wird, je nachdem, welche Kupplungen im dreimotorigen System enthalten sind. In einer Systemkonfiguration mit drei Motoren/Generatoren kann das System zwischen dem eingangsverzweigten Leistungsfluss und dem verbundverzweigten Leistungsfluss durch die vorhandenen Trennkupplungen verschieben, wodurch der Widerstand der Motor-Generatoren, die für diesen Modus des Leistungsflusses nicht notwendig sind, eliminiert wird. Dies bietet eine Form von Multimodus-Hybrid mit Motoren für den eingangsverzweigten und verbundverzweigten Betrieb und mit Kupplungen, um den „redundanten” dritten Motor aus dem Leistungsfluss im Betrieb mit dem anderen Motor(en) zu entfernen. Der Übergangszustand zwischen Eingangsverzweigung und Verbundverzweigung kann entweder ein Voll- oder Pseudo-Getriebe sein, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.
| Status für ein FWD (oder RWD) System | C-4 |
| verbundverzweigt | EIN |
| Pseudo-Getriebe mit Motor-Generator A nur | Aus |
| Zustand für ein AWD-System | C-4 | C-5-1 |
| Full-on mit allen Motoren verbunden | EIN | EIN |
| eingangsverzweigt vorne und hinten | Aus | EIN |
| verbundverzweigt von hinten getrennt | EIN | Aus |
| Pseudo-Getriebe mit Motor-Generator A nur | Aus | Aus |
Tabelle 1
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Obwohl einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die dargestellten Ausführungsformen beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass viele Änderungen an denselben vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht beschränkt auf die hierin offenbarte genaue Konstruktion und Zusammensetzung; jegliche und alle Modifikationen, Änderungen und Variationen, ersichtlich aus den vorangehenden Beschreibungen, liegen innerhalb des Umfangs der Offenbarung, wie in den hinzugefügten Ansprüchen festgelegt. Zudem beinhalten die vorliegenden Konzepte ausdrücklich jede und alle Kombinationen und Unterkombinationen der vorhergehenden Elemente und Aspekte.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Druckschrift SAE-Paper 810102, verfasst von Benford, Howard, und Leising, Maurice, „The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis” (1981) [0025]
