DE102020211243A1

DE102020211243A1 - Antriebsstrang für Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102020211243A1
Application number: DE102020211243.6A
Authority: DE
Inventors: Jong Sung Kim; Jin Ho Kim; Jae Joon Lee; Jong Sool Park; Jin Young Hwang
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2021-09-30
Also published as: US11255413B2; US20210301905A1; KR20210119149A; CN113442706A

Abstract

Ein Planetenradsatz kann Folgendes umfassen: ein erstes Drehelement, das fest mit einer ersten Welle verbunden ist, ein zweites Drehelement, das fest mit einer zweiten Welle verbunden ist, und ein drittes Drehelement, das fest mit einer dritten Welle verbunden ist; einen ersten Motor, der so montiert ist, dass er der ersten Welle kontinuierlich Energie zuführt; und einen zweiten Motor, der so montiert ist, dass er der zweiten Welle kontinuierlich Energie zuführt, und wobei die dritte Welle so verbunden ist, dass sie selektiv mit einem Getriebegehäuse verbindbar ist, und zwei beliebige Wellen von der ersten Welle, der zweiten Welle und der dritten Welle so ausgestaltet sind, dass sie Drehungen davon aufeinander beschränken.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Technologie, die einen an einem Elektrofahrzeug montierten Antriebsstrang betrifft.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, das eine Antriebskraft eines Fahrzeugs mittels Energie eines Elektromotors bereitstellt, und das, da es keine Abgase gibt, erheblich zur Verbesserung der Umweltverschmutzung in einer Großstadt beitragen kann.
Um das Elektrofahrzeug, wie zuvor beschrieben, populär zu machen, müssen verschiedene Technologien verbessert werden, wobei jedoch eine Nachfrage hinsichtlich einer Technologie besteht, die in der Lage ist, eine Wegstrecke bis zur Erschöpfung der Ladung nach einmaligem Laden deutlich zu verbessern.
Um die zuvor erwähnte Wegstrecke bis zur Erschöpfung der Ladung zu vergrößern, kann es erforderlich sein, dass die maximale Bergaufleistung und die höchste vom Fahrzeug geforderte Geschwindigkeitsleistung auch bei gleichzeitiger Verbesserung der Kraftstoffeffizienz (Fahrstrecke pro Leistungseinheit, km/kWh) durch Reduzierung von Größe und Leistungsvermögen des Motors, der an dem Elektrofahrzeug montiert ist, erfüllt werden, weshalb zu diesem Zweck ein Getriebe daran montiert wird.
Aus dem zuvor erwähnten Grund erzeugt das an dem Elektrofahrzeug montierte Getriebe keine Drehmomentunterbrechung, bei der das Drehmoment, das auf die Antriebsräder übertragen wird, beim Schalten, oder Schaltruck, getrennt wird, auch wenn es mit einer möglichst einfachen Ausgestaltung gleichzeitig eine höhere Energieübertragungseffizienz aufweist.
Die Informationen, die in diesem Abschnitt zum Stand der Technik umfasst sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Stands der Technik der vorliegenden Erfindung und dürfen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Art der Andeutung aufgefasst werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
KURZDARSTELLUNG
Verschiedene Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung betreffen das Bereitstellen eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrzeug, der die maximale Bergaufleistung und die höchste Fahrzeuggeschwindigkeitsleistung erfüllen kann, die von einem Fahrzeug gefordert wird, auch dann, wenn gleichzeitig das Leistungsvermögen eines Motors durch Vorsehen einer großen Anzahl von Übersetzungsverhältnissen reduziert wird, eine hohe Energieübertragungseffizienz mit einer vergleichsweise einfachen Ausgestaltung und geringem Gewicht implementieren kann, was die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessert, und Drehmomentunterbrechung und Schaltruck verhindern kann.
Ein Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zum Erreichen des Ziels so ausgestaltet, dass er Folgendes umfasst: einen Planetenradsatz, bei dem ein erstes Drehelement von drei Drehelementen mit einer ersten Welle verbunden ist, ein zweites Drehelement davon mit einer zweiten Welle verbunden ist und ein drittes Drehelement davon mit einer dritten Welle verbunden ist; einen ersten Motor, der so montiert ist, dass er der ersten Welle kontinuierlich Energie zuführt, und einen zweiten Motor, der so montiert ist, dass er der zweiten Welle kontinuierlich Energie zuführt, wobei die dritte Welle selektiv mit einem Getriebegehäuse verbindbar ist und zwei beliebige Wellen von der ersten Welle, der zweiten Welle und der dritten Welle so ausgestaltet sind, dass sie Drehungen davon aufeinander beschränken.
Der erste Motor kann eine Drehwelle aufweisen, die parallel zu der ersten Welle montiert ist, und der zweite Motor kann eine Drehwelle aufweisen, die konzentrisch mit der ersten Welle montiert ist.
Ein erstes Zahnrad kann auf der Drehwelle des zweiten Motors vorgesehen sein, ein zweites Zahnrad kann auf der zweiten Welle vorgesehen sein, und ein drittes Zahnrad, das außen verzahnt und mit dem ersten Zahnrad in Eingriff ist, und ein viertes Zahnrad, das außen verzahnt und mit dem zweiten Zahnrad in Eingriff ist, können konzentrisch miteinander verbunden sein.
Ein fünftes Zahnrad kann auf der Drehwelle des ersten Motors vorgesehen sein, ein sechstes Zahnrad kann auf der ersten Welle vorgesehen sein, und ein siebtes Zahnrad, das außen verzahnt und mit dem fünften Zahnrad in Eingriff ist, und ein achtes Zahnrad, das außen verzahnt und mit dem sechsten Zahnrad in Eingriff ist, können konzentrisch miteinander verbunden sein.
Das sechste Zahnrad kann in einem Abschnitt montiert sein, in dem sich die erste Welle von dem Planetenradsatz durch den zweiten Motor erstreckt.
Bei dem ersten Motor kann die Drehwelle direkt mit der ersten Welle verbunden sein.
Der erste Motor kann an einer in Bezug auf den dazwischenliegenden Planetenradsatz gegenüberliegenden Seite des zweiten Motors angeordnet sein.
Der Antriebsstrang für das Elektrofahrzeug kann so ausgestaltet sein, dass er eine erste Schalteinrichtung umfasst, die so ausgestaltet ist, dass sie das dritte Drehelement des Planetenradsatzes an dem Getriebegehäuse fixiert oder das dritte Drehelement des Planetenradsatzes mittels linearer Verlagerung entlang der axialen Richtung der ersten Welle mit der zweiten Welle verbindet.
Außerdem ist ein Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Erreichen des Ziels so ausgestaltet, dass er Folgendes umfasst: einen Planetenradsatz, der ein erstes Drehelement, das fest mit einer ersten Welle verbunden ist, ein zweites Drehelement, das fest mit einer zweiten Welle verbunden ist, und ein drittes Drehelement, das fest mit einer dritten Welle verbunden ist, aufweist; einen ersten Motor, der so montiert ist, dass er der ersten Welle kontinuierlich Energie zuführt; und einen zweiten Motor, der so montiert ist, dass er der zweiten Welle selektiv Energie mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen zuführt, wobei die dritte Welle selektiv mit einem Getriebegehäuse verbindbar sein kann und zwei beliebige Wellen von der ersten Welle, der zweiten Welle und der dritten Welle so ausgestaltet sind, dass sie Drehungen davon aufeinander beschränken.
Der Antriebsstrang für das Elektrofahrzeug kann so ausgestaltet sein, dass er eine erste Schalteinrichtung umfasst, die so ausgestaltet ist, dass sie das dritte Drehelement des Planetenradsatzes an dem Getriebegehäuse fixiert oder das dritte Drehelement des Planetenradsatzes mittels linearer Verlagerung entlang der axialen Richtung der ersten Welle mit der zweiten Welle verbindet.
Der erste Motor kann eine Drehwelle aufweisen, die direkt mit der ersten Welle verbunden ist, und der zweite Motor kann eine Drehwelle aufweisen, die parallel zu der zweiten Welle montiert ist.
Ein erstes Zahnrad kann an der Drehwelle des zweiten Motors vorgesehen sein, ein zweites Zahnrad und ein neuntes Zahnrad können auf der zweiten Welle vorgesehen sein, ein viertes Zahnrad, das außen verzahnt und mit dem zweiten Zahnrad in Eingriff ist, und ein zehntes Zahnrad, das außen verzahnt und mit dem neunten Zahnrad in Eingriff ist, können jeweils drehbar auf einer Drehwelle eines dritten Zahnrads montiert sein, das außen verzahnt und mit dem ersten Zahnrad in Eingriff ist, und eine zweite Schalteinrichtung kann zwischen dem vierten Zahnrad und dem zehnten Zahnrad vorgesehen sein.
Die zweite Schalteinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass sie eine Nabe, die fest an der Drehwelle des dritten Zahnrads montiert ist, und eine Muffe, die verschiebbar an der Nabe montiert ist, umfasst.
Der zweite Motor kann konzentrisch an der zweiten Welle montiert sein, und der erste Motor kann direkt mit einem Abschnitt verbunden sein, an dem sich die erste Welle von dem Planetenradsatz durch den zweiten Motor erstreckt.
Der erste Motor kann an einer in Bezug auf den dazwischenliegenden Planetenradsatz gegenüberliegenden Seite des zweiten Motors angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung kann die maximale Bergaufleistung und die höchste Fahrzeuggeschwindigkeitsleistung erfüllen, die von einem Fahrzeug gefordert wird, auch dann, wenn gleichzeitig das Leistungsvermögen eines Motor durch Versehen des Fahrzeugs mit einer großen Anzahl von Übersetzungsverhältnissen verringert wird, eine hohe Energieübertragungseffizienz mit einer vergleichsweise einfachen Ausgestaltung und geringem Gewicht implementieren, was die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessert, und Drehmomentunterbrechung und Schaltruck verhindern.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das verschiedene beispielhafte Ausführungsformen eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm, das verschiedene beispielhafte Ausführungsformen des Antriebsstrangs für das Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
3 ist eine Tabelle, die die Betriebsmodi in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 1 und den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 2 in dem Antriebsstrang für das Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammenfasst.
4 ist ein Diagramm, das verschiedene beispielhafte Ausführungsformen des Antriebsstrangs für das Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ist ein Diagramm, das verschiedene beispielhafte Ausführungsformen des Antriebsstrangs für das Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist eine Tabelle, die die Betriebsmodi in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 4 und den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 5 in dem Antriebsstrang für das Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammenfasst.

Es kann verstanden werden, dass die anhängigen Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachtere Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, die veranschaulichend für die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung sind. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin aufgenommen, umfassend beispielsweise spezifische Abmessungen, Ausrichtungen, Orte und Formen, werden zum Teil von der im Speziellen beabsichtigten Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
In den Figuren bezeichnen die Bezugszeichen die gleichen oder äquivalente Abschnitte der vorliegenden Erfindung über die gesamten verschiedenen Figuren der Zeichnungen hinweg.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Es wird nun detaillierter Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) genommen, von denen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht und nachfolgend beschrieben sind. Während die vorliegende(n) Erfindung(en) zusammen mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wird bzw. werden, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung die vorliegende(n) Erfindung(en) nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Andererseits soll(en) die vorliegende(n) Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Abwandlungen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die innerhalb des Erfindungsgedankens und Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung, wie in den anhängigen Patentansprüchen definiert, umfasst sein können.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 sind die verschiedenen Ausführungsbeispiele und die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen des Antriebsstrangs für das Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, dass sie gewöhnlich Folgendes umfassen: einen Planetenradsatz PG, der, unter drei Drehelementen, ein erstes Drehelement, das fest mit einer ersten Welle A1 verbunden ist, ein zweites Drehelement, das fest mit einer zweiten Welle A2 verbunden ist, und ein drittes Drehelement, das fest mit einer dritten Welle A3 verbunden ist, aufweist; einen ersten Motor MG1, der so montiert ist, dass er der ersten Welle A1 ununterbrochen Energie zuführt; und einen zweiten Motor MG2, der so montiert ist, dass er der zweiten Welle A2 ununterbrochen Energie zuführt.
Die dritte Welle A3 ist so ausgestaltet, dass sie selektiv mit einem Getriebegehäuse CS verbindbar ist, und zwei beliebige Wellen von der ersten Welle A1, der zweiten Welle A2 und der dritten Welle A3 sind so ausgestaltet, dass sie Drehungen davon aufeinander beschränken.
Das heißt, der Planetenradsatz PG ist mit einer ersten Schalteinrichtung S1 versehen, wobei die erste Schalteinrichtung S1 so ausgestaltet ist, dass sie das dritte Drehelement des Planetenradsatzes PG an dem Getriebegehäuse CS fixiert oder das dritte Drehelement des Planetenradsatzes PG mittels der linearen Verlagerung entlang der axialen Richtung davon mit der zweiten Welle A2 verbindet.
Dementsprechend kann, wenn die erste Welle A1 als eine Eingangswelle erachtet wird, die Energie von dem ersten Motor MG1 empfängt, und die zweite Welle A2 als eine Ausgangswelle erachtet wird, die so ausgestaltet ist, dass sie während des Empfangs von Energie von dem zweiten Motor MG2 auch die geschaltete Energie abführt, die vorliegende Erfindung als einen Zustand bildend erachtet werden, in dem die Energie, die der Eingangswelle von dem ersten Motor MG1 zugeführt wird, von der ersten Schalteinrichtung S1 zur Abgabe verzögert wird oder unverändert abgegeben wird, und als so ausgestaltet, dass der zweite Motor MG2 die erste Ausgangswelle unabhängig von der ersten Schalteinrichtung S1 kontinuierlich mit Energie unterstützt.
Als Referenz sind alle von der ersten Welle A1, der zweiten Welle A2 und der dritten Welle A3 konzentrisch miteinander als Drehachsen der Drehelemente des Planetenradsatzes PG montiert, wobei das erste Drehelement des Planetenradsatzes PG als ein Sonnenrad S dargestellt sein kann, das zweite Drehelement als ein Planetenträger C dargestellt sein kann und das dritte Drehelement durch ein Hohlrad R dargestellt sein kann.
Außerdem bezeichnet die „axiale Richtung“ die Richtung der Drehachsen der Drehelemente des Planetenradsatzes PG, und in der Zeichnung ist die zweite Welle A2 als AUS ausgewiesen und stellt eine Ausgestaltung als eine Ausgangswelle dar, über die Energie abgeführt wird.
Die erste Schalteinrichtung S1 kann eine Reibungskupplung umfassen, die wechseln kann zwischen einem Zustand des Verbindens des dritten Drehelements des Planetenradsatzes PG, das mit der dritten Welle A3 verbunden ist, mit dem Getriebegehäuse CS und einem Zustand des Verbindens des dritten Drehelements des Planetenradsatzes PG mit der zweiten Welle A2 durch Herausbilden einer linearen Verlagerung durch lineares Verschieben entlang der axialen Richtung in einem Zustand, in dem die Drehung auf die dritte Welle A3 oder dergleichen beschränkt ist.
Bei dem ersten Motor MG1 ist die Drehwelle parallel zu der ersten Welle A1 montiert, und bei dem zweiten Motor MG2 ist die Drehwelle konzentrisch mit der ersten Welle A1 montiert.
Ein erstes Zahnrad G1 ist auf der Drehwelle des zweiten Motors MG2 vorgesehen, ein zweites Zahnrad G2 ist auf der zweiten Welle A2 vorgesehen, und ein drittes Zahnrad G3, das außen verzahnt und mit dem ersten Zahnrad G1 in Eingriff ist, und ein viertes Zahnrad G4, das außen verzahnt und mit dem zweiten Zahnrad G2 in Eingriff ist, sind konzentrisch miteinander verbunden.
Dementsprechend wird die Energie des zweiten Motors MG2 sequenziell über das erste Zahnrad G1, das dritte Zahnrad G3, das vierte Zahnrad G4 und das zweite Zahnrad G2 auf die zweite Welle A2 übertragen, und zum selben Zeitpunkt wird die Energie des zweiten Motors MG2 durch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Zahnrad G1 und dem dritten Zahnrad G3 und dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem vierten Zahnrad G4 und dem zweiten Zahnrad G2 geschaltet, so dass sie an der zweiten Welle A2 vorgesehen ist.
In den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 1 ist ein fünftes Zahnrad G5 auf der Drehwelle des ersten Motors MG1 vorgesehen, ein sechstes Zahnrad G6 ist auf der ersten Welle A1 vorgesehen, und ein siebtes Zahnrad G7, das außen verzahnt und mit dem fünften Zahnrad G5 in Eingriff ist, und ein achtes Zahnrad G8, das außen verzahnt und mit dem sechsten Zahnrad G6 in Eingriff ist, sind konzentrisch miteinander verbunden.
Dementsprechend wird die Energie des ersten Motors MG1 sequenziell über das fünfte Zahnrad G5, das siebte Zahnrad G7, das achte Zahnrad G8 und das sechste Zahnrad G6 auf die erste Welle A1 übertragen, und zum selben Zeitpunkt wird die Energie des ersten Motors MG1 durch das Übersetzungsverhältnis des fünften Zahnrads G5 und des siebten Zahnrads G7 und dem Übersetzungsverhältnis des achten Zahnrads G8 und des sechsten Zahnrads G6 geschaltet, so dass sie an der ersten Welle A1 vorgesehen ist.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das sechste Zahnrad G6 in einem Abschnitt montiert, in dem sich die erste Welle A1 von dem Planetenradsatz PG durch den zweiten Motor MG2 erstreckt.
Dementsprechend wird, in einer beispielhaften Ausführungsform aus 1, die Energie von dem ersten Motor MG1 und dem zweiten Motor MG2, die benachbart zueinander montiert sind, auf den Planetenradsatz PG übertragen, und somit wird die Abgabeleistung auf die in Bezug auf den Planetenradsatz PG gegenüberliegende Seite abgeführt, auf der der erste Motor MG1 oder der zweite Motor MG2 angeordnet sind.
2 veranschaulicht verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und andere Komponenten sind die gleichen wie die der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 1, wobei bei dem ersten Motor MG1 jedoch die Drehwelle direkt mit der ersten Welle A1 verbunden ist und er auf einer gegenüberliegenden Seite des zweiten Motors MG2 angeordnet ist, wobei der Planetenradsatz PG dazwischen angeordnet ist.
Somit führt der Planetenradsatz PG, in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn Energie von dem ersten Motor MG1 und dem zweiten Motor MG2, die auf beiden Seiten des Planetenradsatzes PG montiert sind, dem zentralen Planetenradsatz PG zugeführt wird, die entsprechend geschaltete Energie zwischen dem ersten Motor MG1 und dem zweiten Motor MG2 ab.
3 ist eine Betriebsmodustabelle, die gewöhnlich auf die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 1 und die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 2, wie zuvor beschrieben, angewandt wird, und die so veranschaulicht ist, dass sie eine erste Stufe und eine zweite Stufe gemäß dem Zustand der ersten Schalteinrichtung S1 implementiert.
Das heißt, dass, in einem Zustand, in dem die erste Schalteinrichtung S1 einen NIEDRIG-Zustand bildet, um das erste Hohlrad R des Planetenradsatzes PG an dem Getriebegehäuse CS zu fixieren, die Energie, die von dem ersten Motor MG1 in das Sonnenrad S eingegeben wird, verzögert wird und an den Planetenträger C ausgegeben wird, um die erste Stufe zu bilden, und, in einem Zustand, in dem die erste Schalteinrichtung S1 einen HOCH-Zustand bildet, um das Hohlrad R des Planetenradsatzes PG mit dem Planetenträger C zu verbinden, die Energie, die von dem ersten Motor MG1 in das Sonnenrad S eingegeben wird, unverändert ohne Schalten ausgegeben wird, um die zweite Stufe zu bilden, während alle der Drehelemente des Planetenradsatzes PG aufeinander beschränkt sind und sich integral drehen.
Natürlich kann, in dem Zustand der ersten Stufe und der zweiten Stufe, wie zuvor beschrieben, der zweite Motor MG2 der Ausgangswelle AUS direkt Energie zur Unterstützung der Energie von dem ersten Motor MG1 zuführen.
Wie zuvor beschrieben, kommt es, da das Umschalten zwischen der ersten Stufe und der zweiten Stufe von der ersten Schalteinrichtung S1 bei kontinuierlichem Beibehalten eines Zustands ausgeführt werden kann, in dem die Energie von dem ersten Motor MG1 oder dem zweiten Motor MG2 auf die Ausgangswelle AUS übertragen wird, während des Umschaltens nicht zu einer Drehmomentunterbrechung, wodurch ein reibungsloses Schaltgefühl sichergestellt wird.
Unter Bezugnahme auf 4 und 5 sind verschiedene beispielhafte Ausführungsformen des Antriebsstrangs für das Elektrofahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, dass sie gewöhnlich Folgendes umfassen: den Planetenradsatz PG, bei dem das erste Drehelement der drei Drehelemente mit der ersten Welle A1 verbunden ist, das zweite Drehelement mit der zweiten Welle A2 davon verbunden ist und das dritte Drehelement mit der dritten Welle A3 davon verbunden ist; den ersten Motor MG1, der so montiert ist, dass er der ersten Welle A1 ununterbrochen Energie zuführt, und den zweiten Motor MG2, der so montiert ist, dass er der zweiten Welle A2 selektiv Energie mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen zuführt.
Die dritte Welle A3 ist an dem Getriebegehäuse CS fixiert, und zwei beliebige Wellen von der ersten Welle A1, der zweiten Welle A2 und der dritten Welle A3 sind so ausgestaltet, dass sie Drehungen davon aufeinander beschränken.
Das heißt, dass die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 4 und die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 5 fast die gleichen wie die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 1 und die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 2 sind, mit Ausnahme von einer Ausgestaltung, die die Energie des zweiten Motors MG2 der zweiten Welle A2 selektiv mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen zuführen kann.
Der Planetenradsatz PG ist mit der ersten Schalteinrichtung S1, wie in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 1 und den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 2, versehen, wobei die erste Schalteinrichtung S1 so ausgestaltet ist, dass sie das dritte Drehelement des Planetenradsatzes PG an dem Getriebegehäuse CS fixiert oder das dritte Drehelement des Planetenradsatzes PG mittels der linearen Verlagerung entlang der axialen Richtung davon mit der zweiten Welle A2 verbindet.
Dementsprechend kann, wenn die erste Welle A1 als die Eingangswelle erachtet wird, die Energie von dem ersten Motor MG1 empfängt, und die zweite Welle A2 als die Ausgangswelle AUS erachtet wird, die so ausgestaltet ist, dass sie die geschaltete Energie abführt, während sie die Energie von dem zweiten Motor MG2 empfängt, die vorliegende Erfindung als einen Zustand bildend erachtet werden, in dem die Energie, die der Eingangswelle von dem ersten Motor MG1 zugeführt wird, von der ersten Schalteinrichtung S1 zur Abgabe verzögert wird oder unverändert abgegeben wird, und als so montiert, dass der zweite Motor MG2 der Ausgangswelle AUS selektiv Energie zuführen kann, indem die Energie mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen getrennt von der ersten Schalteinrichtung S1 geschaltet wird.
Bei dem ersten Motor MG1 ist die Drehwelle direkt mit der ersten Welle A1 verbunden, und bei dem zweiten Motor MG2 ist die Drehwelle parallel zu der zweiten Welle A2 montiert.
Das erste Zahnrad G1 ist auf der Drehwelle des zweiten Motors MG2 vorgesehen, das zweite Zahnrad G2 und ein neuntes Zahnrad G9 sind auf der zweiten Welle A2 vorgesehen, das vierte Zahnrad G4, das außen verzahnt und mit dem zweiten Zahnrad G2 in Eingriff ist, und ein zehntes Zahnrad G10, das außen verzahnt und mit dem neunten Zahnrad G9 in Eingriff ist, sind jeweils drehbar auf der Drehwelle des dritten Zahnrads G3 montiert, das außen verzahnt und mit dem ersten Zahnrad G1 in Eingriff ist, und eine zweite Schalteinrichtung S2 ist zwischen dem vierten Zahnrad G4 und dem zehnten Zahnrad G10 vorgesehen.
Die zweite Schalteinrichtung S2 ist so ausgestaltet, dass sie eine Nabe H und eine Muffe SB umfasst, die an der Drehwelle des dritten Zahnrads G3 montiert sind.
Natürlich sind das vierte Zahnrad G4 und das zehnte Zahnrad G10 jeweils mit einem Kupplungszahnrad versehen, das mit der Muffe SB in Eingriff ist, um in einen Zustand zu wechseln, in dem, aufgrund eines Eingriffs mit der Muffe SB, die Drehung des vierten Zahnrads G4 auf die Drehwelle des dritten Zahnrads G3 beschränkt ist oder die Drehung des zehnten Zahnrads G10 auf die Drehwelle des dritten Zahnrads G3 beschränkt ist.
Außerdem sind Komponenten, die eine herkömmliche synchrone Einrichtung vom Synchronverzahnungstyp, wie beispielsweise einen Synchronring, ausgestalten, zwischen der Muffe SB und den zwei Kupplungszahnrädern montiert, und die Muffe SB und das Kupplungszahnrad können so ausgestaltet sein, dass sie, bevor die Muffe SB mit jedem Kupplungszahnrad gekoppelt wird, synchronisiert und anschließend miteinander in Eingriff gebracht werden.
In 4 und 5 ist das Übersetzungsverhältnis, das von dem vierten Zahnrad G4 und dem zweiten Zahnrad G2 gebildet wird, so ausgestaltet, dass es kleiner als das Übersetzungsverhältnis ist, das von dem zehnten Zahnrad G10 und dem neunten Rad G9 gebildet wird, und, wie in 6 veranschaulicht, wird ein Zustand (b), in dem die Muffe SB der zweiten Schalteinrichtung S2 mit dem Kupplungszahnrad des vierten Zahnrads G4 in Eingriff ist, verwendet, um die zweite Stufe und eine dritte Stufe, bei denen es sich um vergleichsweise hohe Stufen handelt, zu implementieren, und ein Zustand (a), in dem die Muffe SB mit dem Kupplungszahnrad des zehnten Zahnrads G10 in Eingriff ist, wird verwendet, um die erste Stufe zu implementieren, die eine vergleichsweise niedrige Stufe ist.
In den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 4 ist der zweite Motor MG2 konzentrisch an der zweiten Welle A2 montiert, und der erste Motor MG1 ist direkt mit einem Abschnitt verbunden, in dem sich die erste Welle A1 von dem Planetenradsatz PG durch den zweiten Motor MG2 erstreckt.
Dementsprechend wird, in einer beispielhaften Ausführungsform aus 3, die Energie von dem ersten Motor MG1 und dem zweiten Motor MG2, die benachbart zueinander montiert sind, auf den Planetenradsatz PG übertragen, und somit wird die Abgabeleistung auf die in Bezug auf den Planetenradsatz PG gegenüberliegende Seite abgeführt, auf der der erste Motor MG1 oder der zweite Motor MG2 angeordnet sind.
5 veranschaulicht die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und andere Komponenten sind die gleichen wie die der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 4, wobei der erste Motor MG1 jedoch auf einer gegenüberliegenden Seite des zweiten Motors MG2 angeordnet ist, wobei der Planetenradsatz PG dazwischen angeordnet ist.
Dementsprechend führt, in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der Planetenradsatz PG, wenn dem zentralen Planetenradsatz PG Energie von dem ersten Motor MG1 und dem zweiten Motor MG2, die auf beiden Seiten des Planetenradsatzes PG montiert sind, zugeführt wird, entsprechend geschaltete Energie zwischen dem ersten Motor MG1 und dem zweiten Motor MG2 ab.
6 ist eine Betriebsmodustabelle, die gewöhnlich auf die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 4 und die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen aus 5, wie zuvor beschrieben, angewandt wird, und die so veranschaulicht ist, dass sie die erste Stufe bis dritte Stufe gemäß den Zuständen der ersten Schalteinrichtung S1 und der zweiten Schalteinrichtung S2 implementiert.
Die erste Schalteinrichtung S1 und die zweite Schalteinrichtung S2 sind so ausgestaltet, dass sie jeweils derart unabhängig voneinander arbeiten, dass die erste Schalteinrichtung S1 die Energie des zweiten Motors MG2 kontinuierlich für die Ausgangswelle AUS vorsehen kann, wenn zwischen dem NIEDRIG-Zustand des Fixierens des Hohlrads R des Planetenradsatzes PG an dem Getriebegehäuse CS und dem HOCH-Zustand des direkten Verbindens des Hohlrads R des Planetenradsatzes PG mit dem Planetenträger C gewechselt wird, und umgekehrt, dass, wenn die Muffe SB der zweiten Schalteinrichtung S2 zwischen dem Zustand, in dem die Muffe SB mit dem Kupplungszahnrad des vierten Zahnrads G4 in Eingriff ist, und dem Zustand, in dem die Muffe SB mit dem Kupplungszahnrad des zehnten Zahnrads G10 in Eingriff ist, gewechselt wird, die Energie des ersten Motors MG1 kontinuierlich der Ausgangswelle AUS zugeführt werden kann, wobei eine reibungslose Schaltung implementiert wird, während eine Drehmomentunterbrechung beim Umschalten zwischen der ersten Stufe auf die dritte Stufe, wie in 6 veranschaulicht, verhindert wird.
Zur einfacheren Erklärung und genauen Definition in den anhängigen Ansprüchen werden die Bezeichnungen „obere(r/s)“, „untere(r/s)“, vinnere(r/s)“, „äußere(r/s)“, „hoch“, „runter“, „aufwärts“, „abwärts“, „vordere(r/s)“, „hintere(r/s)“, „hinten“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „intern“, „extern“, „innerlich“, „äußerlich“, „vorwärts“ und „rückwärts“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen dieser Merkmale, wie in den Figuren dargestellt, zu beschreiben. Ferner versteht es sich, dass sich die Bezeichnung „verbinden“ oder ihre Ableitungen sowohl auf eine direkte als auch indirekte Verbindung beziehen.
Außerdem bedeutet die Bezeichnung „fest verbunden“, dass sich fest verbundene Elemente immer mit der gleichen Geschwindigkeit drehen. Daneben bedeutet die Bezeichnung „selektiv verbindbar“ dass „selektiv verbindbare Elemente sich getrennt drehen, wenn die selektiv verbindbaren Elemente nicht miteinander in Eingriff sind, sich mit der gleichen Geschwindigkeit drehen, wenn die selektiv verbindbaren Elemente miteinander in Eingriff sind, und stationär sind, wenn mindestens eines von den selektiv verbindbaren Elementen ein stationäres Element ist und die übrigen selektiv verbindbaren Elemente mit dem stationären Element in Eingriff sind“.
Die vorstehenden Beschreibungen spezifischer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung dargeboten. Sie sollen keinen Anspruch auf Vollständigkeit erheben oder die vorliegende Erfindung auf die präzisen offenbarten Formen beschränken, und offensichtlich sind in Anbetracht der vorstehenden Lehren viele Abwandlungen und Varianten möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es anderen Fachmännern zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon herzustellen und zu nutzen. Es ist beabsichtigt, dass der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Antriebsstrang für ein Fahrzeug, wobei der Antriebsstrang Folgendes umfasst: einen Planetenradsatz, der ein erstes Drehelement, das fest mit einer ersten Welle verbunden ist, ein zweites Drehelement, das fest mit einer zweiten Welle verbunden ist, und ein drittes Drehelement, das fest mit einer dritten Welle verbunden ist, aufweist; einen ersten Motor, der so montiert ist, dass er der ersten Welle kontinuierlich Energie zuführt; und einen zweiten Motor, der so montiert ist, dass er der zweiten Welle kontinuierlich Energie zuführt, wobei die dritte Welle selektiv mit einem Getriebegehäuse verbindbar ist, und wobei zwei Wellen von der ersten Welle, der zweiten Welle und der dritten Welle Drehungen davon aufeinander beschränken.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der erste Motor eine Drehwelle aufweist, die parallel zu der ersten Welle montiert ist, und wobei der zweite Motor eine Drehwelle aufweist, die konzentrisch mit der ersten Welle montiert ist.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei ein erstes Zahnrad fest auf der Drehwelle des zweiten Motors montiert ist, wobei ein zweites Zahnrad fest auf der zweiten Welle montiert ist, und wobei ein drittes Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad in verzahntem Eingriff ist, und ein viertes Zahnrad, das mit dem zweiten Zahnrad in verzahntem Eingriff ist, fest miteinander verbunden sind.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein fünftes Zahnrad fest auf der Drehwelle des ersten Motors montiert ist, wobei ein sechstes Zahnrad fest auf der ersten Welle montiert ist, und wobei ein siebtes Zahnrad, das mit dem fünften Zahnrad in verzahntem Eingriff ist, und ein achtes Zahnrad, das mit dem sechsten Zahnrad in verzahntem Eingriff ist, fest miteinander verbunden sind.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das sechste Zahnrad in einem Abschnitt der ersten Welle montiert ist, der sich von dem Planetenradsatz durch den zweiten Motor erstreckt.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei eine Ausgangswelle fest mit der ersten Welle verbunden ist.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Drehwelle des ersten Motors direkt mit der ersten Welle verbunden ist.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei der erste Motor in einem Abschnitt der ersten Welle auf einer in Bezug auf den Planetenradsatz, der zwischen dem ersten Motor und dem zweiten Motor angeordnet ist, gegenüberliegenden Seite des zweiten Motors angeordnet ist.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei eine Ausgangswelle fest mit der zweiten Welle verbunden ist.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner eine Schalteinrichtung umfasst, die so ausgestaltet ist, dass sie das dritte Drehelement des Planetenradsatzes an dem Getriebegehäuse fixiert oder das dritte Drehelement des Planetenradsatzes mittels linearer Verlagerung der Schalteinrichtung entlang einer axialen Richtung der ersten Welle mit der zweiten Welle verbindet.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Drehelement, das zweite Drehelement und das dritte Drehelement des Planetenradsatzes jeweils ein Sonnenrad, ein Planetenträger und ein Hohlrad sind.
Antriebsstrang für ein Fahrzeug, wobei der Antriebsstrang Folgendes umfasst: einen Planetenradsatz, der ein erstes Drehelement, das fest mit einer ersten Welle verbunden ist, ein zweites Drehelement, das fest mit einer zweiten Welle verbunden ist, und ein drittes Drehelement, das fest mit einer dritten Welle verbunden ist, aufweist; einen ersten Motor, der so montiert ist, dass er der ersten Welle kontinuierlich Energie zuführt; und einen zweiten Motor, der so montiert ist, dass er der zweiten Welle selektiv Energie mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen zuführt, wobei die dritte Welle selektiv mit einem Getriebegehäuse verbindbar ist, und wobei zwei Wellen von der ersten Welle, der zweiten Welle und der dritten Welle Drehungen davon aufeinander beschränken.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 12, der eine erste Schalteinrichtung umfasst, die so ausgestaltet ist, dass sie das dritte Drehelement des Planetenradsatzes an dem Getriebegehäuse fixiert oder das dritte Drehelement des Planetenradsatzes mittels linearer Verlagerung der ersten Schalteinrichtung entlang einer axialen Richtung der ersten Welle mit der zweiten Welle verbindet.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei der erste Motor eine Drehwelle aufweist, die direkt mit der ersten Welle verbunden ist, und wobei der zweite Motor eine Drehwelle aufweist, die parallel zu der zweiten Welle montiert ist.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 14, wobei ein erstes Zahnrad fest auf der Drehwelle des zweiten Motors montiert ist, wobei ein zweites Zahnrad und ein neuntes Zahnrad fest auf der zweiten Welle montiert sind, wobei ein viertes Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad in verzahntem Eingriff ist und ein zehntes Zahnrad mit dem neunten Zahnrad in verzahntem Eingriff ist, wobei das vierte Zahnrad und das zehnte Zahnrad drehbar auf einer Drehwelle eines dritten Zahnrads montiert sind, das mit dem ersten Zahnrad in verzahntem Eingriff ist, und wobei eine zweite Schalteinrichtung zwischen dem vierten Zahnrad und dem zehnten Zahnrad montiert ist.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 15, wobei die zweite Schalteinrichtung eine Nabe, die fest auf der Drehwelle des dritten Zahnrads montiert ist, und eine Muffe, die verschiebbar an der Nabe montiert ist, umfasst, und wobei die zweite Schalteinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie die Nabe selektiv mit dem vierten Zahnrad oder dem zehnten Zahnrad verbindet.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 16, wobei der zweite Motor konzentrisch an der ersten Welle montiert ist, und wobei der erste Motor direkt mit einem Abschnitt der ersten Welle verbunden ist, der sich von dem Planetenradsatz durch den zweiten Motor erstreckt.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei eine Ausgangswelle fest mit der ersten Welle verbunden ist.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 16, wobei der erste Motor auf einem Abschnitt der ersten Welle auf einer in Bezug auf den Planetenradsatz, der zwischen dem ersten Motor und dem zweiten Motor angeordnet ist, gegenüberliegenden Seite des zweiten Motors angeordnet ist.
Antriebsstrang für das Fahrzeug nach Anspruch 19, wobei eine Ausgangswelle fest mit der zweiten Welle verbunden ist.