DE102018123234A1

DE102018123234A1 - Überbrückungskupplung für hybridgetriebe mit leistungsverzweigung

Info

Publication number: DE102018123234A1
Application number: DE102018123234.9A
Authority: DE
Inventors: David Gon Oh; Gregory Daniel Goleski; David Allen Janson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2019-03-28
Also published as: CN109538716A; US20190092156A1; US10787071B2

Abstract

Ein Antriebsstrang beinhaltet einen ersten Planetenradsatz, der dazu konfiguriert ist, eine feste lineare Drehzahlbeziehung zwischen einem ersten Laufrad, einer Motorkurbelwelle und einem zweiten Laufrad herzustellen. Der Antriebsstrang beinhaltet ferner eine Übersetzungsbaugruppe, die dazu konfiguriert ist, abwechselnd und selektiv eine Vielzahl von proportionalen Drehzahlbeziehungen zwischen dem zweiten Laufrad und einer Ausgangswelle herzustellen. Die Übersetzungsbaugruppe beinhaltet ferner einen zweiten Planetenradsatz, der eine Überbrückungskupplung aufweist, die dazu konfiguriert ist, selektiv zwei drehbare Elemente des zweiten Planetenradsatzes zu koppeln.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft das Gebiet der Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Anordnung von Zahnrädern, Kupplungen, Motoren und Zwischenverbindungen zwischen diesen in einer Kraftübertragung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Viele Fahrzeuge werden über eine große Spanne von Fahrzeuggeschwindigkeiten verwendet, einschließlich sowohl der Vorwärts- als auch der Rückwärtsbewegung. Einige Motorentypen sind jedoch nur in der Lage, innerhalb einer engen Drehzahlspanne effizient zu arbeiten. Folglich werden Getriebe, die in der Lage sind, Leistung bei einer Vielzahl von Drehzahlverhältnissen effizient zu übersetzen, häufig eingesetzt. Wenn das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit fährt, wird das Getriebe normalerweise mit einem hohen Drehzahlverhältnis betrieben, sodass es das Motordrehmoment für eine verbesserte Beschleunigung vervielfacht. Bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit erlaubt das Betreiben des Getriebes mit einem niedrigen Drehzahlverhältnis eine Motordrehzahl, die mit ruhigem, kraftstoffsparendem Fahren einhergeht. Typischerweise weist ein Getriebe ein Gehäuse, das an dem Fahrzeugaufbau montiert ist, eine Eingangswelle, die durch eine Motorkurbelwelle angetrieben wird, häufig über eine Startvorrichtung wie etwa einen Drehmomentwandler, und eine Ausgangswelle, die die Fahrzeugräder antreibt, häufig über eine Differentialbaugruppe, die es dem linken und rechten Rad ermöglicht, sich mit leicht unterschiedlichen Drehzahlen zu drehen, wenn das Fahrzeug abbiegt, auf. Bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb mit quer montierten Motoren ist die Achse der Motorkurbelwelle typischerweise von der Achse der Radachse versetzt.
Hybridelektrogetriebe reduzieren ferner den Kraftstoffverbrauch, indem sie eine oder mehrere reversierbare elektrische Maschinen und eine Art von elektrischem Energiespeicher, wie etwa eine Batterie, beinhalten. Hybridelektrogetriebe verbessern die Kraftstoffeffizienz auf mehrere Arten. Die meisten Verbrennungsmotoren sind am effizientesten, wenn sie bei relativ hohen Leistungseinstellungen betrieben werden. Ein Hybridelektrogetriebe ermöglicht Betreiben des Verbrennungsmotors zeitweise auf einem höheren Leistungsniveau, als für den Antrieb erforderlich ist, während die überschüssige Leistung in der Batterie gespeichert wird. Dann wird der Verbrennungsmotor zu anderen Zeiten abgeschaltet und das Fahrzeug wird unter Verwendung der gespeicherten Energie vorangetrieben. Auch wenn der Verbrennungsmotor die gleiche Menge an Gesamtenergie generiert, arbeitet er mit einem höheren durchschnittlichen Wirkungsgrad. Auch wenn die Bremsen angewendet werden, kann die reversierbare elektrische Maschine die kinetische Energie des Fahrzeugs aufnehmen und diese in der Batterie für eine spätere Verwendung für den Vortrieb speichern. Wenn das Fahrzeug steht und somit keinen Vortrieb benötigt, kann der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden, sodass kein Kraftstoff, der ansonsten verwendet würde, um die Leerlaufdrehzahl aufrechtzuerhalten, verbraucht wird. Der Elektromotor bietet die Möglichkeit, das Fahrzeug bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor voranzutreiben und den Verbrennungsmotor schnell neu zu starten, wenn dies erforderlich ist.
KURZDARSTELLUNG
Bei mindestens einem Ansatz wird ein Antriebsstrang bereitgestellt. Der Antriebsstrang kann einen ersten Planetenradsatz beinhalten, der dazu konfiguriert ist, eine feste lineare Drehzahlbeziehung zwischen einem ersten Laufrad, einer Motorkurbelwelle und einem zweiten Laufrad herzustellen. Der Antriebsstrang kann ferner eine Übersetzungsbaugruppe beinhalten, die dazu konfiguriert ist, abwechselnd und selektiv eine Vielzahl von proportionalen Drehzahlbeziehungen zwischen dem zweiten Laufrad und einer Ausgangswelle herzustellen. Die Übersetzungsbaugruppe kann ferner einen zweiten Planetenradsatz beinhalten, der eine Überbrückungskupplung aufweist, die dazu konfiguriert ist, selektiv zwei drehbare Elemente des zweiten Planetenradsatzes zu koppeln.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangsystems mit Leistungsverzweigung.
2 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangsystems mit Leistungsverzweigung, das eine Überbrückungskupplung beinhaltet.
3 ist eine schematische Darstellung einer ersten Getriebeübersetzungsanordnung.
4 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Getriebeübersetzungsanordnung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hierin offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann eine vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann versteht, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert sein können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Eine Gruppe drehender Elemente ist fest aneinandergekoppelt, wenn diese eingeschränkt sind, sodass sie sich unter allen Betriebsbedingungen mit der gleichen Drehzahl um die gleiche Achse drehen. Drehende Elemente können zum Beispiel durch Keilverbindungen, Schweißen, Aufpressen, Bearbeiten eines gängigen Feststoffs oder andere Mittel fest gekoppelt sein. Es kann zu leichten Variationen in der Drehverschiebung zwischen fest gekoppelten Elementen, wie etwa zur Verschiebung aufgrund von Spiel oder Wellenkonformität, kommen. Ein oder mehrere drehende Elemente, die fest aneinandergekoppelt sind, können als Welle bezeichnet werden. Im Gegensatz dazu sind zwei drehende Elemente durch ein Schaltelement selektiv gekoppelt, wenn das Schaltelement sie einschränkt, sodass sie jedes Mal, wenn es vollständig in Eingriff steht, mit der gleichen Drehzahl um die gleiche Achse drehen, und die drehenden Elemente bei zumindest einer anderen Betriebsbedingung unterschiedliche Drehzahlen aufweisen. Zwei drehbare Elemente sind antreibbar verbunden oder gekoppelt, wenn eine feste proportionale Drehzahlbeziehung zwischen ihnen vorherrscht.
Ein Schaltelement, das ein drehendes Element durch selektives Koppeln desselben an ein feststehendes Gehäuse an einer Drehung hindert, wird Bremse genannt. Ein Schaltelement, das selektiv zwei oder mehr drehbare Elemente aneinanderkoppelt, wird Kupplung genannt. Schaltelemente können aktiv gesteuerte Vorrichtungen sein, wie etwa hydraulisch oder elektrisch betätigte Kupplungen oder Bremsen, oder können passive Vorrichtungen sein, wie etwa Freilaufkupplungen oder -bremsen. Schaltelemente können formschlüssige Vorrichtungen sein, wie etwa Klauenkupplungen oder Reibungsvorrichtungen, die Drehmoment zwischen Elementen bei Anwesenheit einer relativen Drehung übertragen können. Zwei Elemente sind gekoppelt, wenn sie entweder fest gekoppelt oder selektiv gekoppelt sind.
Eine Übersetzungsanordnung ist eine Ansammlung von Übersetzungselementen und Schaltelementen, die dazu konfiguriert sind, spezifische Drehzahlbeziehungen zwischen einem Satz von Wellen durchzusetzen. Eine Drehzahlbeziehung wird durch eine Übersetzungsanordnung fest durchgesetzt, wenn sie ungeachtet des Zustands beliebiger Schaltelemente durchgesetzt wird. Eine Drehzahlbeziehung wird durch eine Übersetzungsanordnung selektiv durchgesetzt, wenn die Drehzahlbeziehung nur durchgesetzt wird, wenn bestimmte Schaltelemente der Übersetzungsanordnung vollständig eingerückt sind. Die Drehzahl einer Welle ist positiv, wenn die Welle in einer Richtung dreht, und negativ, wenn die Welle in der entgegengesetzten Richtung dreht. Eine proportionale Drehzahlbeziehung besteht zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle, wenn das Verhältnis ihrer Drehzahlen auf einen vorbestimmten Wert eingeschränkt ist. Eine proportionale Drehzahlbeziehung zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle ist eine Untersetzungsbeziehung, wenn das Verhältnis der Drehzahl der zweiten Welle zur Drehzahl der ersten Welle zwischen null und eins liegt. Gleichermaßen ist eine proportionale Drehzahlbeziehung zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle eine Schnellgangbeziehung, wenn das Verhältnis der Drehzahl der zweiten Welle zur Drehzahl der ersten Welle größer als eins ist. Eine lineare Drehzahlbeziehung besteht unter einer gereihten Liste von Wellen, wenn i) die erste und letzte Welle in der gereihten Liste eingeschränkt sind, um die extremsten Drehzahlen aufzuweisen, ii) die Drehzahlen der restlichen Wellen jeweils eingeschränkt sind, um einen gewichteten Durchschnitt der Drehzahlen der ersten und letzten Welle mit vorbestimmten Gewichtungen aufzuweisen, und iii) wenn die Drehzahlen der Wellen sich unterscheiden, sind sie eingeschränkt, um in der aufgeführten Reihenfolge zu sein, entweder zunehmend oder abnehmend.
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) einen Antriebsstrang 10 mit Leistungsverzweigung. Das Fahrzeug kann eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC) und ein Leistungsstrangsteuermodul (powertrain control module - PCM) 12 zum Steuern einer elektrischen Antriebsbatterie 14 beinhalten. Die Batterie 14 kann eine elektrische Zweiwegverbindung aufweisen, wodurch sie elektrische Energie aufnimmt und speichert und außerdem die Energie an einen elektrischen Antriebsmotor 16 liefert. Die Steuerung 12 kann zudem den Betrieb eines Verbrennungsmotors (internal combustion engine - ICE) 18 steuern. Sowohl der Motor 16 als auch der Verbrennungsmotor 18 können ein Getriebe 20 antreiben, das letztlich Drehmoment an die Räder des Fahrzeugs liefert.
Der Verbrennungsmotor 18 liefert Leistung an eine Drehmomenteingangswelle, wie etwa eine Kurbelwelle 22, die beispielsweise über eine Freilaufkupplung mit einem Planetenradsatz 24 verbunden ist. Die Kurbelwelle 22 treibt den Planetenradsatz 24 an, der ein Hohlrad 26, ein Sonnenrad 28 und eine Planetenträgerbaugruppe 30 beinhaltet. Die Kurbelwelle 22 ist antreibbar mit der Trägerbaugruppe 30 verbunden, um den Planetenradsatz 24 anzutreiben. Der Planetenradsatz 24 kann Drehmoment an eine Zwischenwelle verteilen, die beispielsweise ein zweites Laufrad 62 sein kann.
Das Sonnenrad 28 ist antreibbar mit einem Generator 32 verbunden; beispielsweise über ein erstes Laufrad 34. Der Generator 32 kann mit dem Sonnenrad 28 in Eingriff stehen, sodass der Generator 32 entweder mit dem Sonnenrad 28 drehen oder nicht mit ihm drehen kann. Wenn die Freilaufkupplung den Verbrennungsmotor 18 an den Planetenradsatz 24 koppelt, generiert der Generator 32, als ein auf den Betrieb des Planetenradsatzes 24 reagierendes Element, Energie. Die von dem Generator 32 generierte elektrische Energie kann durch elektrische Verbindungen 36 an die Batterie 14 übertragen werden. Die Batterie 14 nimmt auch durch regeneratives Bremsen, in bekannter Weise, elektrische Energie auf und speichert sie. Die Batterie 14 liefert die gespeicherte elektrische Energie an den Motor 16 zum Betrieb. Der Anteil der Leistung, die von dem Verbrennungsmotor 18 an den Generator 32 geliefert wird, kann auch direkt an den Motor 16 übertragen werden. Die Batterie 14, der Motor 16 und der Generator 32 sind jeweils in einem elektrischen Zweiweg-Strömungsfeld durch elektrische Verbindungen 36 miteinander verbunden.
Das Fahrzeug kann nur durch den Verbrennungsmotor 18 allein, durch die Batterie 14 und den Motor 16 allein oder durch eine Kombination des Verbrennungsmotors 18 mit der Batterie 14 und dem Motor 16 angetrieben werden. In einem ersten Betriebsmodus ist der Verbrennungsmotor 18 angeschaltet, um Drehmoment durch den Planetenradsatz 24 zu liefern.
Das Hohlrad 26 kann Drehmoment durch das zweite Laufrad 62 an Stufenverhältniszahnräder 38 verteilen, die beispielsweise kämmende Zahnradelemente 40, 42, 44 und 46 umfassen können. Die Zahnräder 42, 44 und 46 sind auf einer Vorlegewelle montiert und das Zahnrad 46 verteilt Drehmoment zum Zahnrad 48. Das Zahnrad 48 verteilt dann Drehmoment zu einer Drehmomentausgangswelle oder Vorlegewelle 50. Im ersten Betriebsmodus kann auch der Motor 16 angeschaltet sein, um den Verbrennungsmotor 18 zu unterstützen. Wenn der Motor 16 zur Unterstützung angeschaltet ist, verteilt das Zahnrad 52 Drehmoment zum Zahnrad 44 und zur Vorlegewelle.
In einem zweiten Betriebsmodus oder EV-Modus ist der Verbrennungsmotor 18 abgeschaltet oder wird anderweitig daran gehindert, Drehmoment zur Drehmomentausgangswelle 50 zu verteilen. Im zweiten Betriebsmodus versorgt die Batterie 14 den Motor 16 mit Leistung, um Drehmoment durch die Stufenverhältniszahnräder 38 und zur Drehmomentausgangswelle 50 zu verteilen.
Die Drehmomentausgangswelle 50 ist mit einem Differential- und Radachsenmechanismus 56 verbunden, der Drehmoment auf die Antriebsräder 58 verteilt. Die Steuerung 12 steuert die Batterie 14, den Verbrennungsmotor 18, den Motor 16 und den Generator 32, um entweder im ersten Betriebsmodus oder im zweiten Betriebsmodus Drehmoment auf die Räder 58 zu verteilen.
Wie zuvor beschrieben, gibt es zwei Leistungsquellen für den Antrieb. Die erste Leistungsquelle ist der Verbrennungsmotor 18, der Drehmoment zu dem Planetenradsatz 24 liefert. Die andere Leistungsquelle enthält nur das elektrische Antriebssystem, das den Motor 16, den Generator 32 und die Batterie 14 beinhaltet, wobei die Batterie 14 als Energiespeichermedium für den Generator 32 und den Motor 16 dient. Der Generator 32 kann durch den Planetenradsatz 24 angetrieben werden und kann alternativ als ein Motor dienen und Leistung an den Planetenradsatz 24 liefern.
Der Antriebsstrang 10 kann ferner eine Generatorbremse 54 beinhalten. Die Generatorbremse 54 kann beispielsweise angrenzend an das erste Laufrad 34 angeordnet sein. Die Generatorbremse 54 kann aktiviert werden, um zu „bremsen“ oder eine Drehung der Welle des Generators 32 und des Sonnenrads 28 zu verhindern. Auf diese Weise kann die Generatorbremse 54 aktiviert werden, sodass Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors mit einem festen Übersetzungsverhältnis nur über einen mechanischen Pfad zur Drehmomentausgangsseite des Antriebsstrangs 10 übertragen wird.
Bezugnehmend nun auf die 2-4 kann der Antriebsstrang 10 ferner eine Überbrückungskupplung 60 beinhalten. Die Überbrückungskupplung 60 kann ausgelegt sein, um den Planetenradsatz 24 des Getriebes 20 zu überbrücken. Bei mindestens einem Ansatz, gezeigt in 2, ist die Überbrückungskupplung 60 ausgelegt, um das Hohlrad 26 und die Planetenträgerbaugruppe 30 zu überbrücken. Bei mindestens einem weiteren Ansatz, gezeigt in 3, ist die Überbrückungskupplung 60 ausgelegt, das Sonnenrad 28 und die Planetenträgerbaugruppe 30 zu überbrücken. Bei mindestens einem weiteren Ansatz, gezeigt in 4, ist die Überbrückungskupplung 60 ausgelegt, um das Hohlrad 26 und das Sonnenrad 28 zu überbrücken.
Die Überbrückung des Planetenradsatzes 24 durch die Überbrückungskupplung 60 verursacht, dass die Zahnräder des Hohlrads 26, des Sonnenrads 28 und des Planetenträgers 30 kämmen und „überbrücken“, wodurch Drehmoment von dem Verbrennungsmotor 18 zum Getriebe 20 übertragen wird. Auf diese Weise drehen die Elemente des Planetenradsatzes 24 zusammen mit einem 1:1-Drehzahlverhältnis. Die Überbrückung des Planetenradsatzes 24 durch die Überbrückungskupplung 60 kann einen Kämmverlust im Planetenradsatz 24 reduzieren oder beseitigen, wodurch der Übertragungswirkungsgrad in der überbrückten Konfiguration verbessert wird.
Das Getriebe 20 kann eine Übersetzungsanordnung beinhalten, die beispielsweise an der Stelle L1, der Stelle L2 oder der Stelle L3 angeordnet sein kann.
Bezugnehmend nun auf 3 kann eine erste Übersetzungsanordnung 70 einen ersten Planetenradsatz 72 beinhalten, der ein Hohlrad 74, ein Sonnenrad 76 und eine Planetenträgerbaugruppe 78 beinhaltet. Die erste Übersetzungsanordnung 70 kann einen zweiten Planetenradsatz 80 beinhalten, der ein Hohlrad 82, ein Sonnenrad 84 und eine Planetenträgerbaugruppe 86 beinhaltet.
Das Sonnenrad 76 ist fest an einen Eingang 62 gekoppelt. Die Planetenträgerbaugruppe 78 ist fest an das Hohlrad 82 gekoppelt. Bei mindestens einem Ansatz ist die Planetenträgerbaugruppe 78 durch eine Kupplung 94 selektiv an das Hohlrad 74 gekoppelt. Bei mindestens einem weiteren Ansatz ist die Planetenträgerbaugruppe 78 durch die Kupplung 94 selektiv an das Sonnenrad 76 gekoppelt. Bei jedem Ansatz kann die Kupplung 94 als eine „Überbrückungskupplung“ für den ersten Planetenradsatz 72 dienen.
Bei mindestens einem Ansatz koppelt eine Bremse 98 die Planetenträgerbaugruppe 78 selektiv an ein Gehäuse, um sie selektiv an einer Drehung zu hindern, oder koppelt sowohl die Planetenträgerbaugruppe 78 als auch das Hohlrad 74 selektiv an ein Gehäuse, um sie selektiv an einer Drehung zu hindern. Auf diese Weise kann die erste Übersetzungsanordnung 70 vier Vorwärtsgänge mit einer Rückwärtskupplung bereitstellen. Bei mindestens einem weiteren Ansatz beinhaltet die erste Übersetzungsanordnung 70 keine Bremse 98. Auf diese Weise kann die erste Übersetzungsanordnung 70 vier Vorwärtsgänge ohne eine Rückwärtskupplung bereitstellen.
Das Hohlrad 74 ist durch eine Kupplung 90 selektiv an das Sonnenrad 84 gekoppelt. Das Hohlrad 74 ist zudem durch eine Kupplung 92 selektiv an die Planetenträgerbaugruppe 86 gekoppelt. Die Planetenträgerbaugruppe 86 ist fest an einen Ausgang 50 gekoppelt.
Bei mindestens einem Ansatz koppelt eine Bremse 96 das Sonnenrad 84 selektiv an ein Gehäuse, um es selektiv an einer Drehung zu hindern. Bei mindestens einem weiteren Ansatz beinhaltet die erste Übersetzungsanordnung 70 keine Bremse 96 oder Bremse 98. Auf diese Weise kann die erste Übersetzungsanordnung 70 drei Vorwärtsgänge ohne eine Rückwärtskupplung bereitstellen.

Verschiedene Leistungsflusspfade zwischen der Eingangswelle 62 und der Ausgangswelle 50 werden durch selektives Einrücken der Kupplungen und Bremsen der ersten Übersetzungsanordnung 70 hergestellt. Wie in Tabelle 1 gezeigt, werden durch das Einrücken der Schaltelemente in Kombinationen von zwei oder drei vier Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingang 62 und dem Ausgang 50 hergestellt. Ein X zeigt an, dass das Schaltelement erforderlich ist, um den Leistungsübertragungspfad herzustellen. TABELLE 1

	Verhältnis	90	92	94	96	98
1.	5,442	X			X
2.	2,905		X		X
3.	1,539			X	X
4.	1,000		X	X
Rückwärts	-7,248	X				X
Alt. 1	-2,537		X			X
Alt. 2	1,000	X	X
Alt. 3	1,000	X		X

Bezugnehmend nun auf 4 kann eine zweite Übersetzungsanordnung 100 einen ersten Planetenradsatz 102 beinhalten, der ein Hohlrad 104, ein Sonnenrad 106 und eine Planetenträgerbaugruppe 108 beinhaltet. Die zweite Übersetzungsanordnung 100 kann einen zweiten Planetenradsatz 110 beinhalten, der ein Hohlrad 112, ein Sonnenrad 114 und eine Planetenträgerbaugruppe 116 beinhaltet.
Das Sonnenrad 106 ist fest an einen Eingang 62 gekoppelt. Die Planetenträgerbaugruppe 108 ist fest an das Hohlrad 112 gekoppelt. Eine Bremse 120 koppelt das Hohlrad 104 selektiv an ein Gehäuse, um es selektiv an einer Drehung zu hindern.
Das Hohlrad 104 ist durch eine Kupplung 124 selektiv an die Planetenträgerbaugruppe 116 gekoppelt. Die Planetenträgerbaugruppe 116 ist fest an den Ausgang 50 gekoppelt. Bei mindestens einem Ansatz koppelt eine Bremse 122 das Sonnenrad 114 selektiv an ein Gehäuse, um es selektiv an einer Drehung zu hindern. Bei mindestens einem weiteren Ansatz beinhaltet die zweite Übersetzungsanordnung 100 keine Bremse 122. Auf diese Weise kann die zweite Übersetzungsanordnung 100 drei Vorwärtsgänge (z. B. Untersetzung) ohne eine Rückwärtskupplung bereitstellen.
Bei mindestens einem Ansatz ist das Hohlrad 104 durch eine Kupplung 126 selektiv an das Sonnenrad 106 gekoppelt. Bei mindestens einem weiteren Ansatz ist das Hohlrad 104 durch die Kupplung 126 selektiv an die Planetenträgerbaugruppe 108 gekoppelt. Bei mindestens einem weiteren Ansatz ist die Planetenträgerbaugruppe 108 durch die Kupplung 126 selektiv an das Sonnenrad 106 gekoppelt. Bei diesen Ansätzen kann die Kupplung 126 als eine „Überbrückungskupplung“ für den ersten Planetenradsatz 102 dienen.
Verschiedene Leistungsflusspfade zwischen der Eingangswelle 62 und der Ausgangswelle 50 werden durch selektives Einrücken der Kupplungen und Bremsen der zweiten Übersetzungsanordnung 100 hergestellt. Wie in Tabelle 2 gezeigt, werden durch das Einrücken der Schaltelemente in Kombinationen von zwei oder drei vier Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingang 62 und dem Ausgang 50 hergestellt. Ein X zeigt an, dass das Schaltelement erforderlich ist, um den Leistungsübertragungspfad herzustellen. TABELLE 2

Verhältnis 120 122 124 126

1. 5,442 X X

2. 2,905 X X

3. 1,539 X X

4. 1,000 X X
Auch wenn vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche umfasst sind. Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben worden sein könnten, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass auf ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften verzichtet werden kann, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Attribute können unter anderem folgende beinhalten: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Von daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebsstrang bereitgestellt, der einen ersten Planetenradsatz, der dazu konfiguriert ist, eine feste lineare Drehzahlbeziehung zwischen einem ersten Laufrad, einer Motorkurbelwelle und einem zweiten Laufrad herzustellen; und eine Übersetzungsbaugruppe aufweist, die dazu konfiguriert ist, abwechselnd und selektiv eine Vielzahl von proportionalen Drehzahlbeziehungen zwischen dem zweiten Laufrad und einer Ausgangswelle herzustellen, und einen zweiten Planetenradsatz beinhaltet, der eine Überbrückungskupplung aufweist, die dazu konfiguriert ist, zwei drehbare Elemente des zweiten Planetenradsatzes selektiv zu koppeln.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der zweite Planetenradsatz ein erstes drehbares Element, ein zweites drehbares Element, das fest an das zweite Laufrad gekoppelt ist, und ein drittes drehbares Element.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste drehbare Element eine erste Planetenträgerbaugruppe, wobei das zweite drehbare Element ein erstes Sonnenrad ist und das dritte drehbare Element ein erstes Hohlrad ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Überbrückungskupplung dazu konfiguriert, selektiv wie folgt zu koppeln: das erste Sonnenrad an die erste Planetenträgerbaugruppe, das erste Sonnenrad an das erste Hohlrad oder das erste Hohlrad an die erste Planetenträgerbaugruppe.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Übersetzungsbaugruppe ferner einen dritten Planetenradsatz, der ein viertes drehbares Element, das fest an die Ausgangswelle gekoppelt ist, ein fünftes drehbares Element und ein sechstes drehbares Element aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform ist das vierte drehbare Element eine zweite Planetenträgerbaugruppe, wobei das fünfte drehbare Element ein zweites Sonnenrad ist und das sechste drehbare Element ein zweites Hohlrad ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Planetenträgerbaugruppe fest an das zweite Hohlrad gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Hohlrad selektiv an die zweite Planetenträgerbaugruppe gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch eine erste Bremse gekennzeichnet, die dazu konfiguriert ist, das zweite Sonnenrad selektiv an einer Drehung zu hindern.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Hohlrad selektiv an das zweite Sonnenrad gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch eine zweite Bremse gekennzeichnet, die dazu konfiguriert ist, die erste Planetenträgerbaugruppe selektiv an einer Drehung zu hindern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch eine zweite Bremse gekennzeichnet, die dazu konfiguriert ist, das erste Hohlrad selektiv an einer Drehung zu hindern.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der erste Planetenradsatz ein erstes drehbares Element, das fest an die Motorkurbelwelle gekoppelt ist, ein zweites drehbares Element, das fest an das erste Laufrad gekoppelt ist, und ein drittes drehbares Element, das antreibbar mit dem zweiten Laufrad verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch eine Überbrückungskupplung gekennzeichnet, die dazu konfiguriert ist, selektiv zwei von dem ersten drehbaren Element, dem zweiten drehbaren Element und dem dritten drehbaren Element zu koppeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste drehbare Element eine Planetenträgerbaugruppe, wobei das zweite drehbare Element ein Sonnenrad und das dritte drehbare Element ein Hohlrad ist, und wobei die Überbrückungskupplung dazu konfiguriert ist, selektiv wie folgt zu koppeln: das Sonnenrad an die Planetenträgerbaugruppe, das Sonnenrad an das Hohlrad oder das Hohlrad an die Planetenträgerbaugruppe.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch eine Generatorbremse gekennzeichnet, die dazu konfiguriert ist, das erste Laufrad selektiv an einer Drehung zu hindern.
Gemäß einer Ausgestaltung beinhaltet die Vielzahl von proportionalen Drehzahlbeziehungen mindestens vier positive Drehzahlbeziehungen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebsstrang bereitgestellt, der einen Verbrennungsmotor; eine erste elektrische Maschine; eine zweite elektrische Maschine; einen ersten Planetenradsatz mit einem ersten drehbaren Element, das fest an eine Motorkurbelwelle gekoppelt ist, einem zweiten drehbaren Element, das fest an die erste elektrische Maschine gekoppelt ist, und einem dritten drehbaren Element, das antreibbar mit einer Zwischenwelle verbunden ist; und eine Übersetzungsbaugruppe aufweist, die dazu konfiguriert ist, abwechselnd und selektiv eine Vielzahl von proportionalen Drehzahlbeziehungen zwischen der Zwischenwelle und einer Ausgangswelle herzustellen, und einen zweiten Planetenradsatz beinhaltet, der eine Überbrückungskupplung aufweist, die dazu konfiguriert ist, zwei drehbare Elemente des zweiten Planetenradsatzes selektiv zu koppeln.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebsstrang bereitgestellt, der einen ersten Planetenradsatz, der dazu konfiguriert ist, eine feste lineare Drehzahlbeziehung zwischen einem ersten Laufrad, einer Motorkurbelwelle und einem zweiten Laufrad herzustellen, wobei der erste Planetenradsatz ein erstes drehbares Element, das fest an die Motorkurbelwelle gekoppelt ist, ein zweites drehbares Element, das fest an das erste Laufrad gekoppelt ist, und ein drittes drehbares Element, das antreibbar mit dem zweiten Laufrad verbunden ist, beinhaltet; eine Überbrückungskupplung, die dazu konfiguriert ist, selektiv zwei von dem ersten drehbaren Element, dem zweiten drehbaren Element und dem dritten drehbaren Element zu koppeln; und eine Übersetzungsbaugruppe aufweist, die dazu konfiguriert ist, abwechselnd und selektiv eine Vielzahl von proportionalen Drehzahlbeziehungen zwischen dem zweiten Laufrad und einer Ausgangswelle herzustellen, und einen zweiten Planetenradsatz beinhaltet, der eine Überbrückungskupplung aufweist, die dazu konfiguriert ist, zwei drehbare Elemente des zweiten Planetenradsatzes selektiv zu koppeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste drehbare Element eine Planetenträgerbaugruppe, wobei das zweite drehbare Element ein Sonnenrad ist und das dritte drehbare Element ein Hohlrad ist, und wobei die Überbrückungskupplung dazu konfiguriert ist, selektiv wie folgt zu koppeln: das Sonnenrad an die Planetenträgerbaugruppe, das Sonnenrad an das Hohlrad oder das Hohlrad an die Planetenträgerbaugruppe.

Claims

Antriebsstrang, umfassend: einen ersten Planetenradsatz, der dazu konfiguriert ist, eine feste lineare Drehzahlbeziehung zwischen einem ersten Laufrad, einer Motorkurbelwelle und einem zweiten Laufrad herzustellen; und eine Übersetzungsbaugruppe, die dazu konfiguriert ist, abwechselnd und selektiv eine Vielzahl von proportionalen Drehzahlbeziehungen zwischen dem zweiten Laufrad und einer Ausgangswelle herzustellen, und einen zweiten Planetenradsatz beinhaltet, der eine Überbrückungskupplung aufweist, die dazu konfiguriert ist, zwei drehbare Elemente des zweiten Planetenradsatzes selektiv zu koppeln.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei der zweite Planetenradsatz ein erstes drehbares Element, ein zweites drehbares Element, das fest an das zweite Laufrad gekoppelt ist, und ein drittes drehbares Element beinhaltet.
Antriebsstrang nach Anspruch 2, wobei das erste drehbare Element eine erste Planetenträgerbaugruppe ist, wobei das zweite drehbare Element ein erstes Sonnenrad ist und das dritte drehbare Element ein erstes Hohlrad ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 3, wobei die Überbrückungskupplung dazu konfiguriert ist, selektiv wie folgt zu koppeln: das erste Sonnenrad an die erste Planetenträgerbaugruppe, das erste Sonnenrad an das erste Hohlrad, oder das erste Hohlrad an die erste Planetenträgerbaugruppe.
Antriebsstrang nach Anspruch 3, wobei die Übersetzungsbaugruppe ferner einen dritten Planetenradsatz beinhaltet, der ein viertes drehbares Element, das fest an die Ausgangswelle gekoppelt ist, ein fünftes drehbares Element und ein sechstes drehbares Element aufweist.
Antriebsstrang nach Anspruch 5, wobei das vierte drehbare Element eine zweite Planetenträgerbaugruppe ist, wobei das fünfte drehbare Element ein zweites Sonnenrad ist und das sechste drehbare Element ein zweites Hohlrad ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 6, wobei die erste Planetenträgerbaugruppe fest an das zweite Hohlrad gekoppelt ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 7, wobei das erste Hohlrad selektiv an die zweite Planetenträgerbaugruppe gekoppelt ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine erste Bremse, die dazu konfiguriert ist, das zweite Sonnenrad selektiv an einer Drehung zu hindern.
Antriebsstrang nach Anspruch 9, wobei das erste Hohlrad selektiv an das zweite Sonnenrad gekoppelt ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 9, ferner umfassend: eine zweite Bremse, die dazu konfiguriert ist, die erste Planetenträgerbaugruppe selektiv an einer Drehung zu hindern.
Antriebsstrang nach Anspruch 9, ferner umfassend: eine zweite Bremse, die dazu konfiguriert ist, das erste Hohlrad selektiv an einer Drehung zu hindern.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei der erste Planetenradsatz ein erstes drehbares Element, das fest an die Motorkurbelwelle gekoppelt ist, ein zweites drehbares Element, das fest an das erste Laufrad gekoppelt ist, und ein drittes drehbares Element, das antreibbar mit dem zweiten Laufrad verbunden ist, beinhaltet.
Antriebsstrang nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine Überbrückungskupplung, die dazu konfiguriert ist, selektiv zwei von dem ersten drehbaren Element, dem zweiten drehbaren Element und dem dritten drehbaren Element zu koppeln.
Antriebsstrang nach Anspruch 14, wobei das erste drehbare Element eine Planetenträgerbaugruppe ist, wobei das zweite drehbare Element ein Sonnenrad ist und das dritte drehbare Element ein Hohlrad ist und wobei die Überbrückungskupplung dazu konfiguriert ist, selektiv wie folgt zu koppeln: das Sonnenrad an die Planetenträgerbaugruppe, das Sonnenrad an das Hohlrad, oder das Hohlrad an die Planetenträgerbaugruppe.