DE102021207853A1

DE102021207853A1 - Fahrzeuggetriebesystem und verfahren für den betrieb des getriebesystems

Info

Publication number: DE102021207853A1
Application number: DE102021207853.2A
Authority: DE
Inventors: Marc-Antoine Beaudoin
Original assignee: Les Moteurs Nordresa Inc
Current assignee: DANA HEAVY VEHICLE SYSTEMS GROUP, LLC, MAUMEE, US
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2022-02-03
Also published as: US20220034385A1; US11519481B2; CN114060480A

Abstract

Verfahren und Systeme für ein Fahrzeug werden bereitgestellt. Ein Getriebesystem umfasst in einem Beispiel einen ersten Planetenradsatz, umfassend ein erstes Hohlrad und ein erstes Sonnenrad, einen zweiten Planetenradsatz, umfassend ein zweites Hohlrad und ein zweites Sonnenrad, und einen dritten Planetenradsatz, umfassend ein drittes Hohlrad und ein drittes Sonnenrad. Das Getriebesystem umfasst ferner eine erste Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das erste Hohlrad selektiv zu arretieren, eine zweite Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das zweite Hohlrad selektiv zu arretieren, und eine erste Überbrückungskupplung, dazu ausgestaltet, das erste Hohlrad selektiv zu arretieren, wobei das erste Sonnenrad, das zweite Sonnenrad und das dritte Sonnenrad in Serie gekoppelt sind.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeuggetriebesystem und insbesondere ein Mehrganggetriebesystem und ein Verfahren für den Betrieb des Systems.
HINTERGRUND UND ABRISS
Elektrofahrzeuge nutzen Mehrganggetriebe mit eigenständigen Übersetzungsverhältnissen. Einige Getriebe setzen Planetenradsätze ein, die miteinander gekoppelt sind, um in einer kompakten Anordnung mehrere auswählbare Gänge zu erreichen. Wenn ein Getriebe während des Schaltens eines Leistungsunterbrechung zeigt, verringert sich die Fahrzeugleistung, und das Fahrverhalten ist aufgrund der vom Fahrer wahrgenommenen Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit (Noise, Vibration and Harshness, NVH) verschlechtert. Die NVH können in bestimmten Szenarien eine vorzeitige Verschlechterung des Zustands von Getriebekomponenten verursachen. Um die Leistung zu erhöhen und NVH, beispielsweise ein während Schaltereignissen auftretendes Rütteln des Fahrzeugs, zu verringern, kommen in einigen Fahrzeuganwendungen (z. B. Elektrolastkraftwagen) für gleichmäßigere Gangwechsel Automatik- und Doppelkupplungsgetriebe zum Einsatz. In diesen Automatikgetrieben stellen Reibungskupplungen und Bremsen die Schaltoperation bereit.
Reibungskupplungen können jedoch relativ groß und kostenintensiv sein. In bestimmten Getrieben werden Getriebebremsen genutzt. Getriebeineffizienzen können auf die längere Nutzung der Getriebegrenzen zurückzuführen sein. Die Bremsen erzeugen Abwärme, die die Bremseffizienz verringern und in einigen Fällen zu Bremsaktuatoren wie Solenoiden oder Hydraulikpumpen fließen kann. Aufgrund der erhöhten Aktuatortemperaturen kann sich die Bremsaktuatorleistung verringern.
Um mindestens einige der vorstehend erwähnten Herausforderungen zu überwinden, wird ein Getriebesystem bereitgestellt. Das Getriebesystem umfasst einen ersten Planetenradsatz, umfassend ein erstes Hohlrad und ein erstes Sonnenrad. Das Getriebesystem umfasst ferner einen zweiten Planetenradsatz, umfassend ein zweites Hohlrad und ein zweites Sonnenrad, sowie einen dritten Planetenradsatz, umfassend ein drittes Hohlrad und ein drittes Sonnenrad. Im System sind das erste, zweite und dritte Sonnen- oder Hohlrad in Serie gekoppelt. Im System ist eine erste Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das erste Hohl- oder Sonnenrad selektiv zu arretieren, enthalten. Im System ist ferner eine zweite Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das zweite Hohl- oder Sonnenrad selektiv zu arretieren, enthalten. Eine erste Überbrückungskupplung im System ist dazu ausgestaltet, das erste Hohl- oder Sonnenrad selektiv zu arretieren. Auf diese Weise bilden die Bremsvorrichtungen und die Überbrückungskupplung eine raumeffiziente Anordnung aus, die mehrere Übersetzungsverhältnisse bereitstellt. Folglich ist die Anpassbarkeit des Systems erhöht. Die Verwendung der Bremsvorrichtungen und der Überbrückungskupplung in der vorstehend erwähnten Anordnung kann auch die Komplexität und, in einigen Fällen, die Kosten des Systems im Vergleich zu Getrieben, die Reibungskupplungen und Bremsen nutzen, reduzieren. Das Bereitstellen mehrerer Übersetzungsverhältnisse in dem Getriebe ermöglicht einer elektrischen Maschine, die an dem Getriebe angebracht werden kann, über einen breiteren Bereich von Betriebsbedingungen hinweg effizienter zu arbeiten, falls gewünscht.
In einem Beispiel umfasst das Getriebesystem ferner eine zweite Überbrückungskupplung, die mit dem zweiten und dritten Hohlrad gekoppelt ist. Das Getriebesystem umfasst ferner eine Steuerung mit ausführbaren Anweisungen, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, die die Steuerung veranlassen, den Betrieb der ersten Überbrückungskupplung, der zweiten Überbrückungskupplung, der ersten Bremsvorrichtung und der zweiten Bremsvorrichtung zu koordinieren, um das Getriebesystem zwischen einem Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses und einem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses zu überführen. Beispielsweise kann der koordinierte Betrieb der Überbrückungskupplungen und Bremsvorrichtungen ein Aktivieren der ersten Bremsvorrichtung umfassen, während die erste Überbrückungskupplung ausgerückt ist. Nach dem Ausrücken der ersten Überbrückungskupplung kann die zweite Bremsvorrichtung aktiviert sein, während die zweite Überbrückungskupplung eingerückt bleibt. Auf diese Weise kann das System gleichmäßig zwischen dem ersten und zweiten Übersetzungsverhältnis wechseln, falls gewünscht, was in einer erhöhten Getriebeeffizienz und verringerten NVH resultiert.
In einem weiteren Beispiel können die erste und zweite Bremsvorrichtung im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses deaktiviert sein, der dem Übergang zwischen den Modi des ersten und zweiten Übersetzungsverhältnisses vorausgeht. Folglich kann das Getriebesystem im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses effizienter arbeiten, da die Überbrückungskupplungen, in bestimmten Ausführungsformen, während sie eingerückt sind, im Vergleich zu in einem aktivierten Zustand gehaltenen Bremsvorrichtungen weniger Energie verbrauchen.
Es versteht sich, dass der vorstehende Abriss den Zweck hat, in vereinfachter Form eine Auswahl von Begriffen vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Er soll nicht dazu dienen, wichtige oder essenzielle Merkmale des beanspruchten Gegenstands, dessen Schutzumfang durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche eindeutig definiert wird, zu bezeichnen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen begrenzt, die vorstehend oder in einem jeglichen Teil dieser Offenbarung angemerkte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein Getriebesystem umfasst.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Getriebesystems.
3 veranschaulicht eine Gangwechselsequenz im Getriebesystem, gezeigt in 2.
4 veranschaulicht ein Verfahren für den Betrieb eines Getriebesystems.
5 veranschaulicht ein Zeitablaufdiagramm einer Gangschaltsequenz in einem Getriebesystem in einem Anwendungsfall.
6 zeigt eine Ausführungsform einer Klauenkupplung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hierin wird ein Getriebesystem in einem Fahrzeug, das eine raumeffiziente Anordnung mit mindestens drei auswählbaren Übersetzungsverhältnissen erreicht, beschrieben. Das Getriebesystem umfasst drei Planetenradsätze mit einer ersten Bremsvorrichtung und einer ersten Überbrückungskupplung, parallel gekoppelt mit einem Hohlrad in einem ersten Planetenradsatz. Die Verwendung der Bremsvorrichtung und der Überbrückungskupplung, die im System parallel angeordnet sind, ermöglichen im Vergleich zu Getrieben mit größeren Reibungskupplungen eine Erhöhung der Systemraumeffizienz. Bremsvorrichtungen und Überbrückungskupplungen können in bestimmten Fällen weniger kostenintensiv als Reibungskupplungen sein. Folglich können die Herstellungskosten des Systems reduziert sein. Die erste Überbrückungskupplung ist dazu bestimmt, während des Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses das Hohlrad an einer befestigten Komponente zu arretieren.
Ein koordinierter Betrieb der ersten Bremsvorrichtung und der Überbrückungskupplung gestattet gleichmäßigere Schaltvorgänge zwischen aktiven Übersetzungsverhältnissen, beispielsweise ein Schalten zwischen dem ersten und zweiten Übersetzungsverhältnis. Andererseits kann das System im Vergleich zu anderen Getrieben, die Klauenkupplungen einsetzen, beim Übergang zwischen aktiven Gängen eine verringerte Leistungsunterbrechung (z. B. im Wesentlichen null) aufweisen. Die reduzierte Leistungsunterbrechung führt zu einer Reduzierung von Geräuschen, Schwingungen und Rauigkeit (NVH), und die Effizienz des Getriebes nimmt zu. Das Getriebesystem kann ferner eine zweite Bremsvorrichtung sowie eine zweite und dritte Überbrückungskupplung umfassen. Die zweite Bremsvorrichtung kann dazu vorgesehen sein, ein zweites Hohlrad im zweiten Planetenradsatz selektiv zu arretieren. Die zweite Überbrückungskupplung kann in einem dritten Planetenradsatz mit dem zweiten Hohlrad und einem dritten Hohlrad gekoppelt sein. Die dritte Überbrückungskupplung kann dazu ausgestaltet sein, das dritte Hohlrad selektiv zu arretieren. Der Betrieb dieser Bremsen und Überbrückungskupplungen kann zur Verringerung von Energieflussverlusten beim Übergang zwischen dem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses und dem Modus eines dritten Übersetzungsverhältnisses koordiniert werden. Folglich kann die Übertragungseffizienz weiter erhöht werden, und die Wahrscheinlich des Auftretens von Fällen eines Rüttelns des Fahrzeugs während des Schaltens kann verringert werden. Die Verwendung der Überbrückungskupplungen in Kombination mit den Bremsvorrichtungen ermöglicht es, die Bremsvorrichtungen nach einem Gangwechsel zu deaktivieren. Die Energieeffizienz des Getriebes kann weiter erhöht werden, da die Bremsen Energie verbrauchen können, wenn sie in einem aktivierten Zustand gehalten werden, während die Überbrückungskupplungen im eingerückten Zustand möglicherweise wenig oder keine Energie verbrauchen, in einen Umsetzungen. Andererseits kann die Dauer der Verwendung von Komponenten mit einem potenziell höheren Energieverbrauch im Getriebe in einigen Beispielen verringert werden, was die Energieeffizienz des Getriebes erhöht.
Nunmehr Bezug nehmend auf 1, ist ein Fahrzeug 100 mit einer elektrischen Maschine 102 (z. B. einem Elektromotor/Generator) und/oder einem Primärantrieb 103 (z. B. einer Verbrennungskraftmaschine) veranschaulicht. Das Fahrzeug kann in einem Beispiel ein Batterie-Elektrofahrzeug (BEV) sein oder, in einem anderen Beispiel, ein Hybridfahrzeug. Der Fahrzeug 100 kann ein Leicht-, Mittel- oder Schwerlastfahrzeug sein, beispielsweise ein Personenfahrzeug, ein kommerzieller Lastkraftwagen, ein Bus, ein beruflich genutztes Fahrzeug und dergleichen.
Die elektrische Maschine 102 liefert Energie an ein Getriebesystem 104. Das Getriebesystem 104 wiederum liefert Energie an Antriebsräder 106 des Fahrzeugs. In dem veranschaulichten Beispiel sind die Hinterräder die Antriebsräder. Es sind jedoch auch Konfigurationen mit Vorder- und Vierradantrieb vorstellbar. Komponenten wie eine Getriebewelle, ein Differenzial, Achswellen usw. können verwendet werden, um Energie vom Getriebesystem 104 auf die Antriebsräder 106 zu übertragen, beispielsweise. Der Primärantrieb 103 kann der elektrischen Maschine 102 Energie zum Wiederaufladen eines Batteriesatzes zuführen, wie gezeigt. Zusätzlich oder alternativ kann der Primärantrieb 103 Energie zu dem Getriebesystem 104 oder in einigen Fällen zu Antriebsrädern, die separat von den mit dem Getriebe gekoppelten Antriebsrädern 106 sind, übertragen.
Das Getriebesystem 104 ist dazu bestimmt, in eigenständigen Gängen zu arbeiten, wie hierin ausführlicher unter Bezugnahme auf die 2-3 diskutiert. Pfeile 108 bezeichnen den Fluss von Energie zwischen der elektrischen Maschine 102, dem Primärantrieb 103, dem Getriebesystem 104 und den Antriebsrädern 106.
Das Fahrzeug 100 umfasst einen Batteriesatz 110, dazu ausgestaltet, verschiedenen Komponenten des elektrischen Systems des Fahrzeugs 100 elektrische Energie zuzuführen. Beispielsweise kann der Batteriesatz 110 Strom an die elektrische Maschine 102 liefern. Der Pfeil 112 gibt den Fluss von elektrischer Energie von dem Batteriesatz 110 zur elektrischen Maschine 102 an. Der Batteriesatz 110 kann sich entlang eines Chassis 114 des Fahrzeugs 100 erstrecken, zwischen den Vorderrädern 116 und den Hinterrädern 106, entlang eines Abschnitts einer Länge des Fahrzeugs 100. Eine Breite des Batteriesatzes 110 kann ähnlich einer Entfernung zwischen den innersten Rädern der Hinterräder 106 sein, in einigen Fällen.
In einem Beispiel kann das Chassis 114 des Fahrzeugs 100 ein Skateboard-Chassis sein, in das der Batteriesatz 110 integriert ist und mit dem er eine kontinuierliche Einheit ausbildet. In einem bestimmten Beispiel kann der Batteriesatz 110 in das Skateboard-Chassis 114 eingebettet sein. Beispielsweise kann der Batteriesatz in einer Vertiefung im Skateboard-Chassis 114 untergebracht sein, um eine einzelne einstückige Struktur auszubilden, und damit auch in den Boden des Fahrzeugs 100 integriert sein. Das Skateboard-Chassis kann sich entlang eines größeren Abschnitts der Länge des Fahrzeugs 100 als der Batteriesatz 110 erstrecken, von einem Punkt hinter den Vorderrädern 116 zu einem hinteren Ende 118 des Fahrzeugs. In anderen Beispielen kann das Skateboard-Chassis jedoch in seiner Länge variieren, beispielsweise kann das Skateboard-Chassis 114 kürzer als in 1 veranschaulicht sein. Das Skateboard-Chassis 114 kann mindestens teilweise aus einem Metall wie Stahl, Aluminium usw. ausgebildet sein.
Das Skateboard-Chassis 114 kann in Bezug auf die effiziente Anordnung und Konfektionierung des Fahrzeugs 100 verschiedene Vorteile bereitstellen. Beispielsweise kann das Skateboard-Chassis 114 leicht skalierbar sein und unterschiedlichen Typen von Fahrzeugkarosserien gestatten, daran angebracht zu werden. Eine niedrige vertikale (z. B. mit Bezug auf die z-Achse) Positionierung des Batteriesatzes 110 im Fahrzeug 100 senkt den Schwerpunkt des Fahrzeugs ab, um Fahrzeugleistung mit Bezug auf das Handling zu steigern. Ferner kann die Unterbringung des Batteriesatzes 110 im Fahrzeugboden den Raum in der Kabine vergrößern, während der Batteriesatz 110 in einer haltbaren, starren Struktur eingeschlossen ist, die den Batteriesatz 110 trägt und gegenüber Kontakt mit Schmutz, sich bewegenden Fahrzeugkomponenten usw. abschirmt.
Darüber hinaus kann der Batteriesatz 110 selbst eine stabile, starre Struktur sein, und ein Integrieren des Batteriesatzes 110 in das Skateboard-Chassis 114 kann eine strukturelle Integrität des Fahrzeugbodens weiter stärken. Durch Positionieren des Batteriesatzes 110 in der Bodenregion des Skateboard-Chassis 114 kann der Batteriesatz für Wartung, Reparatur und Ersatz leicht zugänglich sein. Der Batteriesatz 110 kann entfernbar mit dem Skateboard-Chassis 114 gekoppelt und als eine in den Rahmen integrierte, unabhängige Substruktur im Skateboard-Chassis 114 ausgestaltet sein. Mit anderen Worten, der Batteriesatz 110 kann eine eigenständige Struktur ausbilden, die in das Skateboard-Chassis 114 integriert, aber leicht zugänglich ist und auf Wunsch entfernt werden kann.
Das Achssystem 120 ist zu Referenzzwecken in 1 veranschaulicht. In einem Beispiel kann die z-Achse eine vertikale Achse sein, kann die x-Achse eine Querachse sein und/oder kann die y-Achse eine Längsachse sein. Die Achsen können jedoch andere Ausrichtungen haben, in anderen Beispielen.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Getriebesystems 200. Das Getriebesystem 200 ist ein Beispiel des Getriebesystems 104, veranschaulicht in 1, und kann folglich im Fahrzeug 100 enthalten sein.
Das Getriebesystem 200, wie abgebildet, umfasst einen ersten, einen zweiten und einen dritten Planetenradsatz 202, 204, 206, der ein erstens, zweites beziehungsweise drittes Sonnenrad 208, 210, 212 umfasst. Der erste, zweite und dritte Planetenradsatz 202, 204, 206 umfasst zusätzlich einen ersten, zweiten beziehungsweise dritten Träger 214, 216, 218 und ein erstes, zweites beziehungsweise drittes Hohlrad 220, 222, 224. In bestimmten Umsetzungen kann das System ausschließlich drei Planetenradsätze umfassen, um Systemkomplexität zu reduzieren. In einigen Ausführungsformen können jedoch zusätzliche Planetenradsätze zum System hinzugefügt sein. Wie hierin beschrieben, ist ein Zahnrad eine Komponente mit Zähnen, dazu ausgestaltet, einen Eingriff mit Zahnrädern auszubilden, mit denen es direkt gekoppelt ist.
Der erste, zweite und dritte Träger 214, 216, 218 können jeweils eine Vielzahl von Planetenrädern 226 umfassen. Die Planetenräder können konzeptionell in einen ersten, zweiten und dritten Satz von Planetenrädern im ersten, zweiten beziehungsweise dritten Planetenradsatz 202, 204, 206 unterteilt sein. Die Größe der Planetenräder kann in einem Beispiel von Träger zu Träger variieren. Gleichermaßen kann die Größe der Sonnenräder in jedem Planetenradsatz variieren, doch die Größe der Hohlräder kann im Wesentlichen äquivalent sein, in einem solchen Beispiel. Auf diese Weise können der erste, zweite und dritte Planetenradsatz gewünschte Übersetzungsverhältnisse erreichen. In einem anderen Beispiel können die Sonnen- und Planetenräder in mindestens zwei der Planetenradsätze eine ähnliche Größe aufweisen. Getriebeausführungsformen, in denen die Größe der Hohlräder variiert, sind vorstellbar, können jedoch die Herstellungskomplexität erhöhen. Die Sonnenräder 208, 210, 212 und die Planetenräder 226 können jeweils Lager umfassen, die eine Drehung des entsprechenden Zahnrads unterstützen und ermöglichen. Das Lager kann folglich konventionelle Komponenten wie Laufringe, Rollenelemente (z. B. Kugeln, zylindrische Rollen, verjüngte Rollen usw.) und dergleichen umfassen.
Das erste, zweite und dritte Sonnenrad 208, 210, 212 sind über Wellen 228 in Serie drehgekoppelt. Folglich können die Drehachsen des Sonnenrades ausgerichtet sein. Darüber hinaus stellt in der dargestellten Ausführungsform eine Welle 230 eine Drehkopplung zwischen dem ersten Träger 214 und dem zweiten Träger 216 her. Andere Trägerkopplungsschemata sind jedoch vorstellbar.
Darüber hinaus umfasst das Getriebesystem 200 eine erste Bremsvorrichtung 232, gekoppelt mit dem ersten Hohlrad 220 und einer festen Komponente 234, und eine zweite Bremsvorrichtung 236, gekoppelt mit dem zweiten Hohlrad 222 und einer festen Komponente 238. Die festen Komponenten 234, 238, 246 können eine oder mehrere Komponenten sein, beispielsweise ein Getriebegehäuse, Fahrzeugrahmen, Motorgehäuse und dergleichen. Die erste und zweite Bremsvorrichtung 232, 236 sind dazu ausgestaltet, Drehmoment zwischen einer drehbaren Komponente (das heißt, dem Zahnrad, an dem sie angebracht sind) und einer festen Komponente (z. B. einem Getriebegehäuse, Fahrzeugrahmen, Motorgehäuse usw.) zu übertragen und die Drehmomentübertragung zu variieren. Andererseits sind die erste und zweite Bremsvorrichtung 232, 236 dazu ausgestaltet, selektiv das erste beziehungsweise zweite Hohlrad 220, 222 zu arretieren. Die erste und zweite Bremsvorrichtung 232, 236 sind dazu ausgestaltet, aktiviert oder deaktiviert zu werden, um die Drehmomentübertragung einzuleiten oder aufzuheben. Das selektive Arretieren kann ein Arretieren des entsprechenden Hohlrades während bestimmter Perioden und ein Lösen der Zahnraderdung während anderer Perioden umfassen. Bei Aktivierung wird durch die Bremsvorrichtungen Drehmoment auf die feste Komponente übertragen. Der Betrag von Drehmomentübertragung während Bremsaktivierung kann kontinuierlich einstellbar sein. Umgekehrt ist während Deaktivierung diese Drehmomentübertragung verhindert. Bremsaktivierung kann zu einem Aufbau von Wärme im System führen, was manchmal die Bremseffizienz und in einigen Fällen die Bremsaktuatoreffizienz verringert. Systemsteuerungsstrategien, die auf eine Erhöhung der Systemeffizienz und eine Verringerung des Aufbaus von Wärme abzielen, können eingesetzt werden und werden unter Bezugnahme auf die 3-5 hierin ausführlicher beschrieben.
Fortfahrend mit 2, können die erste und zweite Bremsvorrichtung 232, 236 verschiedene Formen annehmen, beispielsweise Bremsmechanismen mit Reibungsplatten (z. B. Scheibensätze), die während Bremsaktivierung zusammengedrückt werden, Trommelbremsvorrichtungen, die radial im Eingriff befindliche Bremsschuhe nutzen, Wirbelstrombremsmechanismen, elektromagnetische Bremsmechanismen und dergleichen. Die erste und zweite Bremsvorrichtung 232, 236 können hydraulisch, pneumatisch und/oder elektromechanisch betätigt sein. Beispielsweise kann in einem Beispiel ein Hydraulikkolben die erste und/oder zweite Bremsvorrichtung 232, 236 betätigen, oder in einem anderen Beispiel kann eine elektromagnetische Vorrichtung (z. B. ein lineares Solenoid) die erste und/oder zweite Bremsvorrichtung betätigen. Ferner können in einem Beispiel die erste und zweite Bremsvorrichtung 232, 236 die einzigen Bremsvorrichtungen im Getriebesystem 200 sein. Das Bereitstellen allein zweier Bremsvorrichtungen im System verringert Systemkosten und Komplexität in einem Dreiganggetriebe, verglichen mit Systemen, die zusätzliche Bremsvorrichtungen und/oder Reibungskupplungen nutzen.
Das Getriebesystem 200 umfasst ferner eine erste Überbrückungskupplung 240, gekoppelt mit dem ersten Hohlrad 220 und der ersten festen Komponente 234, und kann eine zweite Überbrückungskupplung 242 umfassen, gekoppelt mit dem zweiten und dritten Hohlrad 222 beziehungsweise 224. In solchen Umsetzungen kann das Getriebesystem 200 eine dritte Überbrückungskupplung 244, gekoppelt mit dem dritten Hohlrad 224, und eine feste Komponente 246 umfassen. Die festen Komponenten 234, 238, 246 können in einem Beispiel eine gemeinsame Komponente sein oder können in anderen Beispielen eigenständige Komponenten sein. Beispielsweise können die Hohlräder jeweils mit einem Getriebegehäuse, Fahrzeugrahmen oder Motorgehäuse gekoppelt sein. In anderen Fällen kann jedoch mindestens ein Teil der Hohlräder mit verschiedenen festen Komponenten gekoppelt sein.
Die erste, zweite und dritte Überbrückungskupplung 240, 242 und 244 sind dazu ausgestaltet, selektiv einzurücken. Die Überbrückungskupplungen können in einer eingerückten oder ausgerückten Konfiguration platziert sein. In der eingerückten Konfiguration übertragen die Kupplungen Drehmoment zwischen den Komponenten, an denen sie angebracht sind. Umgekehrt endet in der ausgerückten Konfiguration die Drehmomentübertragung zwischen den Komponenten, an denen die Kupplungen angebracht sind. In einer Ausführungsform können die erste, zweite und dritte Überbrückungskupplung 240, 242 und 244 Klauenkupplungen sein, wobei mehrere Fläche Zähne aufweisen. 6 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Klauenkupplung 600 mit Flächen 602 mit Zähnen 604, die im Eingriff zusammengefügt sind. Folglich sind in einer solchen Ausführungsform die gezahnten Flächen während des Kupplungseingriffs miteinander zusammengefügt und während ausgerückter Kupplung entkoppelt. In anderen Ausführungsformen können die Klauenkupplungen verzahnte Klauenkupplungen sein. In weiteren Ausführungsformen können in den Überbrückungskupplungen andere Sperrmechanismen verwendet werden, beispielsweise aktive Steuerungsverriegelungs- oder -klinkenmechanismen. Klauenkupplungen können jedoch ein raumeffizientes Profil und eine raumeffiziente Gestaltung aufweisen, die zu der hierin beschriebenen Getriebeanordnung passen können.
Mit 2 fortfahrend, sind die erste und dritte Überbrückungskupplung 240, 244 dazu ausgestaltet, das erste und dritte Hohlrad 220, 224 selektiv an den festen Komponenten 234 beziehungsweise 246 zu arretieren. Die Erdung der Hohlräder über die Kupplungen ermöglicht, dass das Getriebe in eigenständige Übersetzungsverhältnisse zu setzen ist, die hierin unter Bezugnahme auf 3 ausführlicher beschrieben werden.
Darüber hinaus können in bestimmten Ausführungsformen eine oder zwei Überbrückungskupplungen 240, 242, 244 im Modus eines ausgewählten Übersetzungsverhältnisses in einem eingerückten Zustand gehalten werden. Beispielsweise können die erste und zweite Überbrückungskupplung 240, 242 jeweils in einer eingerückten Konfiguration gehalten werden, während das Getriebe im Modus eines ersten Übersetzungsverhältnisses arbeitet. Wenn eine der Überbrückungskupplungen in einem eingerückten Zustand gehalten wird, kann sie weniger Energie verbrauchen als dann, wenn eine der Bremsvorrichtungen 232, 236 in einem aktivierten Zustand gehalten wird. Konkret, in einigen Fällen, können die Überbrückungskupplungen 240, 242, 244 wenig oder keine Energie verbrauchen, wenn ein Eingriff einer oder mehrerer der Kupplungen in verschiedenen operativen Modi aufrechterhalten wird, während eine anhaltende Aktivierung der ersten oder zweiten Bremsvorrichtung 232, 236 eine größere Menge von Energie in den operativen Modi verbrauchen kann. Folglich können die Getriebesteuerungsschemata, die hierin ausführlicher beschrieben werden, während ausgewählter Zeiträume (z. B. stabiler Getriebebetrieb) die Bremsvorrichtungen deaktivieren, um Getriebeeffizienz zu erhöhen. Die Verwendung von Überbrückungskupplungen im Getriebesystem gestattet es, die Komplexität und, in einigen Fällen, die Kosten des Systems im Vergleich zu Systemen, die zusätzliche Bremsen und/oder Reibungskupplungen nutzen, die unter bestimmten Umständen komplex und teuer werden können, zu reduzieren. Die Verwendung von Überbrückungskupplungen im Gegensatz zu zusätzlichen Bremsen und/oder größeren Reibungskupplungen kann auch die Konfektionierungseffizienz des Systems erhöhen.
In der in 2 veranschaulichten Ausführungsform empfängt das Getriebesystem 200 über eine mit dem ersten Träger 214 gekoppelte Welle 249 einen Dreheingang von einer vorgelagerten Vorrichtung, angegeben mit 248, wie beispielsweise eine in 1 veranschaulichte elektrische Maschine 102. Umgekehrt überträgt in der veranschaulichten Ausführungsform das Getriebesystem 200 über eine mit dem dritten Träger 218 gekoppelte Welle 251 einen Drehausgang an eine nachgelagerte Vorrichtung (z. B. eine Antriebswelle, ein Differenzial usw.), angegeben bei 250.
In einem anderen Beispiel kann das Getriebe eine Konfiguration aufweisen, in welcher die Hohlräder 220, 222 und 224 in Serie gekoppelt sind, ähnlich der Anordnung der Sonnenräder in der in 2 abgebildeten Ausführungsform. Mit einem solchen Beispiel fortfahrend, können die erste Bremsvorrichtung 232 und die erste Überbrückungskupplung 240 dazu ausgestaltet sein, das Sonnenrad 208 selektiv zu arretieren. Ferner kann in diesem Beispiel die zweite Bremsvorrichtung 236 dazu ausgelegt sein, das zweite Sonnenrad 210 selektiv zu arretieren, und die dritte Bremsvorrichtung 244 kann dazu ausgelegt sein, das dritte Sonnenrad 212 selektiv zu arretieren. Darüber hinaus kann in diesem Beispiel die zweite Überbrückungskupplung 242 dazu ausgelegt sein, die Drehkopplung zwischen dem zweiten und dritten Sonnenrad 210, 212 selektiv einzurücken und auszurücken.
Ein Steuerungssystem 252 mit einer Steuerung 254 kann in dem Getriebesystem 200 enthalten sein. Die Steuerung 254 kann umfasst einen Prozessor 256 und einen Speicher 258 umfassen. Der Speicher 258 kann darin gespeicherte Anweisungen verwahren, die, wenn durch den Prozessor 256 ausgeführt, die Steuerung 254 veranlassen, die verschiedenen hierin beschriebenen Verfahren, Steuerungstechniken usw. auszuführen. Der Prozessor 256 kann eine Mikroprozessoreinheit und/oder andere Typen von Schaltungen umfassen. Der Speicher 258 kann bekannte Datenspeichermedien umfassen, beispielsweise einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einen Nur-Lesen-Speicher, einen Dauerspeicher, Kombinationen davon usw. Ferner versteht es sich, dass der Speicher 258 einen nicht-flüchtigen Speicher umfassen kann.
Die Steuerung 254 kann Signale von Sensoren 260 empfangen, die an verschiedenen Stellen im Getriebesystem 200 positioniert sind. Zu den Sensoren können ein Drehzahlsensor für elektrische Maschinen, ein Energiespeichervorrichtungs-Temperatursensor, ein Energiespeichervorrichtungs-Ladezustandssensor, Kupplungspositionssensoren, Raddrehzahlsensoren usw. gehören. Die Steuerung 254 kann darüber hinaus Steuerungssignale an verschiedene Aktuatoren 262 senden, die an verschiedenen Stellen im Getriebesystem 200 positioniert sind. Beispielsweise kann die Steuerung 254 Signale an Aktuatoren der ersten oder zweiten Bremsvorrichtung 232, 236 oder an andere Komponenten wie die Überbrückungskupplungen 240, 242, 244 senden. Folglich können die anderen steuerbaren Komponenten im Getriebesystem im Hinblick auf Befehlssignale und Aktuatoreinstellung in einer ähnlichen Weise funktionieren. Die Steuerung 254 kann Befehle an andere Fahrzeugkomponenten senden, beispielsweise Komponenten im Fahrzeug 100, veranschaulicht in 1.
Die Steuerung 254 kann in einigen Umsetzungen dazu ausgestaltet sein, das Getriebesystem 200 automatisch zu betreiben. Beispielsweise kann die Steuerung 254 zwischen Übersetzungsverhältnismodi (z. B. drei Übersetzungsverhältnismodi) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuglast und/oder anderen Betriebsbedingungen wechseln. Wenn beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder -last einen Schwellenwert überschreitet, kann das Getriebe automatisch vom Modus eines ersten Übersetzungsverhältnisses in einen Modus eines zweiten Übersetzungsverhältnisses geschaltet werden. In einem solchen Beispiel kann das Getriebesystem als ein Automatikgetriebesystem bezeichnet werden. Darüber hinaus kann die Steuerung 254 mit einer Eingabevorrichtung 264 gekoppelt werden (beispielsweise einem Gangwähler wie einem Schaltknüppel, einem Schalthebel usw., einer Konsolen-Instrumententafel, einer Berührungsschnittstelle, einem Berührungsfeld, einer Tastatur, Kombinationen davon usw.). Die Eingabevorrichtung 264, die auf Fahrereingabe reagiert, kann eine Modusanforderung erzeugen, die für das Getriebe einen gewünschten Betriebsmodus angibt. Zum Beispiel kann in einem Beispiel eines Anwendungsfalls der Fahrer einen Gangwähler in einen Betriebsmodus (z. B. einen Fahrmodus oder einen Rückwärtsmodus) schalten, um an der Steuerung 254 eine Gangwechselforderung zu erzeugen. In Reaktion darauf befiehlt die Steuerung 254 den Getriebekomponenten 200, einen Übergang in den ausgewählten Betriebsmodus auszulösen.
3 zeigt das Getriebesystem 200, wie es in aktiven Gängen arbeitet und in einer beispielhaften Betriebssequenz zwischen den aktiven Gängen wechselt. Die aktiven Gänge sind als Modus eines ersten, eines zweiten und eines dritten Übersetzungsverhältnisses bezeichnet, angegeben durch separate Spalten. In jedem der Übersetzungsverhältnismodi arbeitet das Getriebesystem in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis. Die Steuerung der Überbrückungskupplungen und Bremsvorrichtungen ist für eine gleichmäßigere Drehmomentübertragung während der Gangwechsel in 3 koordiniert. Zeitpunkte, die bestimmten Systemzuständen entsprechen, sind fortlaufend von t1-t8 bezeichnet. Die drei in 3 gezeigten Übersetzungsverhältnismodi können in einem Beispiel sowohl für den Vorwärts- als auch den Rückwärtsfahrzeugbetrieb genutzt werden. Eine mit dem Getriebe gekoppelte elektrische Maschine kann in Drehrichtungen betrieben werden, die einem Vorwärts- und Rückwärtsfahrzeugantrieb entsprechen. Es versteht sich ferner, dass eine mit dem Getriebe gekoppelte elektrische Maschine in einem regenerativen Modus betrieben werden kann, während sich das Getriebe im Modus des ersten, zweiten oder dritten Übersetzungsverhältnisses befindet.
Das Getriebesystem 200 in den in 3 gezeigten Zuständen umfasst ähnliche Komponenten wie in dem in 2 gezeigten Getriebesystem 200, die ähnlich nummeriert sind. Aus Gründen der Klarheit ist eine redundante Beschreibung der Systemkomponenten weggelassen. Darüber hinaus werden in 3 schraffierte Kästchen verwendet, die aktivierte Bremsvorrichtungen und eingerückte Überbrückungskupplungen andeuten. Umgekehrt deutet das Fehlen der schraffierten Kästchen deaktivierte Bremsvorrichtungen und ausgerückte Überbrückungskupplungen an.
Bei t1 arbeitet das Getriebesystem 200 im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses, der dem Gangwechselvorgang vorausgeht. Im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses, vor einem Gangwechsel, ist die erste Überbrückungskupplung 240 eingerückt und hält das erste Hohlrad 220 in Bezug auf die feste Komponente 234 stationär. Folglich ist das erste Hohlrad 220 im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses, bei t1, über die erste Überbrückungskupplung 232 geerdet. Ferner, bei t1, ist die zweite Überbrückungskupplung 242 eingerückt. Folglich fließt bei t1 Energie über den ersten Träger 214 in das Getriebe und über den dritten Träger 218 aus dem Getriebe, während das erste Hohlrad 220 geerdet ist und sich das zweite und dritte Hohlrad 222, 224 drehen, um das Getriebe im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses zu halten.
Bei t1 sind die erste und zweite Bremsvorrichtung 232, 236 deaktiviert. Da aktivierte Bremsen Energie verbrauchen können, kann das Deaktivieren der ersten und zweiten Bremsvorrichtung 232, 236 die Getriebeeffizienz im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses erhöhen. Das Halten der ersten Überbrückungskupplung 240 während des Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses in einem eingerückten Zustand kann vergleichsweise weniger Energie als das Aktivieren der ersten Bremsvorrichtung 232 zum Arretieren des ersten Hohlrades im ersten Übersetzungsverhältnis verbrauchen. Das Getriebesystem 200 erreicht folglich in einigen Umsetzungen Effizienzgewinne, wenn die Bremsvorrichtungen im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses deaktiviert werden. Eine Deaktivierung der ersten und zweiten Bremsvorrichtung 232, 236 kann darüber hinaus den Verschleiß der Bremsvorrichtungen verringern. Alternativ, in anderen Ausführungsformen, kann die erste Bremsvorrichtung 232 bei t1 im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses aktiviert werden, was die Getriebeeffizienz verringern kann.
Von t2 bis t3 ist das Getriebesystem 200 für ein Schalten zwischen dem Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses und dem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses vorbereitet. Bei t2 ist die erste Bremsvorrichtung 232 aktiviert, während die erste und zweite Überbrückungskupplung 240, 242 eingerückt bleiben. Auf diese Weise arretieren die erste Bremsvorrichtung 232 und die erste Überbrückungskupplung 240 das erste Hohlrad 220 parallel, wodurch das Getriebe im ersten Übersetzungsverhältnis gehalten wird.
Bei t3 ist die erste Überbrückungskupplung 240 ausgerückt, während die erste Bremsvorrichtung 232 aktiviert bleibt und das erste Hohlrad 220 erdet. Folglich bleibt das erste Hohlrad 220 geerdet, während die erste Überbrückungskupplung gelöst ist, wodurch das Getriebe für den Gangwechsel zwischen dem Modus des ersten und zweiten Übersetzungsverhältnisses vorbereitet ist.
Von t3 bis t4 wechselt das Getriebesystem 200 über eine Deaktivierung der ersten Bremsvorrichtung 232 und eine Aktivierung der zweiten Bremsvorrichtung 236 zu überlappenden Zeiten zwischen den Modi des ersten und zweiten Übersetzungsverhältnisses. Zur Erklärung, die von der ersten Bremsvorrichtung 232 angewendete Bremskraft wird verringert, um die Erdung des ersten Hohlrades 220 aufzuheben, und die von der zweiten Bremsvorrichtung 236 angewendete Bremskraft wird erhöht, was zu einer Erdung des zweiten Hohlrades 222 bei t4 führt. Der Grad der Freigabe und Erhöhung von Bremsmoment in der ersten und zweiten Bremsvorrichtung 232 beziehungsweise 236 kann moduliert werden, um einen gleichmäßigeren Gangwechsel mit einem geringeren (z. B. einem relativ kleinen) Betrag von Energieunterbrechung zu ermöglichen, falls gewünscht. Andererseits kann Drehmoment zwischen der ersten und zweiten Bremsvorrichtung 232, 236 gleichmäßig übertragen werden, wenn der Gangwechsel zwischen dem ersten und zweiten Übersetzungsverhältnis dem Getriebe ermöglicht, die Lieferung von Energie an nachgelagerte Komponenten mit relativ geringer oder keiner Unterbrechung aufrechtzuerhalten, falls gewünscht. Folglich können NVH im Getriebesystem reduziert werden, und die Effizienz des Getriebes kann erhöht werden. Beispielsweise kann der Betrag von Rütteln des Fahrzeugs, das von einem Fahrer, Insassen usw. wahrgenommen wird, reduziert werden.
Bei t4 bleiben die zweite Überbrückungskupplung 242 eingerückt und die erste und dritte Überbrückungskupplung 240, 244 ausgerückt. Folglich sind das zweite und dritte Hohlrad 222, 224 geerdet, während dem ersten Hohlrad 220 ermöglicht wird, im Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses zu bleiben, abgebildet bei t4.
Bei t5 ist die dritte Überbrückungskupplung 244 eingerückt, während das Einrücken der zweiten Überbrückungskupplung 242 und die Aktivierung der zweiten Bremsvorrichtung 236 aufrechterhalten bleiben. Alternativ, in einem Beispiel, kann die zweite Bremsvorrichtung 236 bei t5 im Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses deaktiviert sein. Auf diese Weise wird die Kupplungskonfiguration variiert, um das zweite und dritte Hohlrad 222, 224 geerdet zu halten, während die zweite Bremsvorrichtung 236 gelöst wird. In bestimmten Fällen kann folglich aufgrund des Energieverbrauchs der zweiten Bremsvorrichtung in einem aktivierten Zustand die Energieeffizienz des Getriebes erhöht sein.
Bei t6 ist das Getriebesystem 200 auf einen Gangwechsel zwischen dem zweiten Übersetzungsverhältnis und dem dritten Übersetzungsverhältnis vorbereitet, während die zweite Überbrückungskupplung 242 ausgerückt ist. Ferner, bei t6, dauern das Eingreifen der dritten Überbrückungskupplung 244 und die Aktivierung der zweiten Bremsvorrichtung 236 an.
Von t6 bis t7 wechselt das Getriebesystem 200 zwischen den Modi des zweiten und dritten Übersetzungsverhältnisses. Um diesen Wechsel zu vollziehen, ist die erste Bremsvorrichtung 232 aktiviert, während die zweite Bremsvorrichtung 236 gelöst ist, um zwischen dem zweiten und dritten Übersetzungsverhältnis zu schalten. Im Modus des dritten Übersetzungsverhältnisses, bei t7, sind das erste Hohlrad 220 und das dritte Hohlrad 224 geerdet, um das ausgewählte Übersetzungsverhältnis zu erreichen.
Bei t8 bleibt der Modus des dritten Übersetzungsverhältnisses aufrechterhalten, doch die erste Überbrückungskupplung 240 ist eingerückt, während die erste Bremsvorrichtung 232 deaktiviert ist. Aufgrund der parallelen Anordnung zwischen der ersten Überbrückungskupplung 240 und der ersten Bremsvorrichtung 232 gestattet dieser koordinierte Betrieb der Kupplung und der Bremse ein Fortbestehen der Erdung des ersten Hohlrades 220. Das Lösen der ersten Bremsvorrichtung 232 im Modus des dritten Übersetzungsverhältnisses kann die Effizienz des Systems erhöhen, da die erste Bremsvorrichtung Energie verbrauchen kann, während sie aktiviert bleibt.
Bezug nehmend auf 4, ist ein Verfahren 400 zum Betreiben eines Getriebesystems gezeigt. Es versteht sich, dass das Verfahren 400 über das Fahrzeug, Getriebesysteme, Systemkomponenten (z. B. eine Steuerung, Aktuatoren, Sensoren usw.) usw. umgesetzt werden kann, die oben in Bezug auf die 1-3 und 6 beschrieben sind. In anderen Beispielen kann das Verfahren 400 durch andere geeignete Getriebesysteme, Komponenten usw. umgesetzt werden. Ferner kann das Verfahren 400 als Anweisungen in einem nicht-flüchtigen Speicher einer Steuerung, wie etwa der in 2 gezeigten Steuerung 254, gespeichert sein.
Bei 402 umfasst das Verfahren ein Feststellen von Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeuglast, die Drehzahl der elektrischen Maschine, die Temperatur der elektrischen Maschine, die Umgebungstemperatur, den Zustand der Eingabevorrichtung (z. B. die Position des Gangwählers) und dergleichen umfassen.
Nachfolgend, bei 404, stellt das Verfahren fest, ob ein Gangwechsel zwischen zwei Übersetzungsverhältnissen umgesetzt werden soll. In einer Umsetzung kann das Getriebe automatisch einen Gangwechsel initiieren, basierend auf Betriebsbedingungen wie der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrzeuglasten. In einer anderen Umsetzung können vom Fahrer initiierte Schaltvorgänge auftreten, wobei der Fahrer über einen Gangwähler ein Übersetzungsverhältnis auswählt. Wenn kein Gangwechsel initiiert wird (NEIN bei 404), fährt das Verfahren mit 405 fort, wobei das Verfahren ein Beibehalten des Getriebes in seinem aktuellen Übersetzungsverhältnis umfasst. Folglich kann bei 405 der Zustand der Getriebekupplungen und Bremsen fortbestehen.
Wenn andererseits ein Gangwechsel initiiert wurde (JA bei 404), fahren die Verfahren mit Schritt 406 oder 416 fort, abhängig von Betriebsbedingungen wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeuglast, der Position des Gangwählers usw. Beispielsweise kann das Verfahren zu Schritt 406 wechseln, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen ersten Schwellenwert überschreitet, der einen Gangwechsel vom ersten in den zweiten Gang auslöst. In einem solchen Beispiel kann das Verfahren zu Schritt 416 wechseln, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen zweiten Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste Schwellenwert ist, der einen Gangwechsel vom zweiten in den dritten Gang auslöst. Zusätzlich oder alternativ kann die Fahrzeuglast genutzt werden, um ein Schalten zwischen den Übersetzungsverhältnissen auszulösen. Wenn beispielsweise die Fahrzeuglast einen ersten Schwellenwert überschreitet, kann das Verfahren zu 406 wechseln, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen zweiten Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste Schwellenwert ist, kann das Verfahren zu 416 voranschreiten. In anderen Beispielen kann das Verfahren zu Schritt 406 wechseln, wenn ein Gangwähler von einer ersten Gangstellung in eine zweite Gangstellung bewegt wird, und das Verfahren kann zu Schritt 416 voranschreiten, wenn der Gangwähler von der zweiten Gangstellung in eine dritte Gangstellung bewegt wird. Es versteht sich, dass zwar die Verfahren bei 406 und 416 ein Hochschalten zwischen Gängen veranschaulichen, doch das Herunterschalten zwischen diesen Gängen kann in der umgekehrten Reihenfolge erfolgen.
Bei 406 umfasst das Verfahren einen Übergang vom Modus des ersten in den Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses. Der Übergang zwischen den Modi des ersten und zweiten Übersetzungsverhältnisses umfasst die Schritte 408, 410, 412 und 414. Konkret, bei 408, umfasst das Verfahren ein Aktivieren der ersten Bremsvorrichtung, während das Eingreifen der ersten und zweiten Überbrückungskupplung aufrechterhalten bleibt. Nachfolgend, bei 410, umfasst das Verfahren ein Ausrücken der ersten Überbrückungskupplung, während die Aktivierung der ersten Bremsvorrichtung und das Eingreifen der zweiten Überbrückungskupplung aufrechterhalten bleiben.
Bei 412 umfasst das Verfahren ein Deaktivieren der ersten Bremsvorrichtung und ein Aktivieren der zweiten Bremsvorrichtung, während das Eingreifen der zweiten Überbrückungskupplung aufrechterhalten bleibt. Das Koordinieren der Aktivierung und Deaktivierung der Bremsvorrichtungen auf diese Weise ermöglicht ein gleichmäßigeres Schalten zwischen dem ersten und zweiten Übersetzungsverhältnis. Dieses gleichmäßigere Schalten kann NVH reduzieren und die Effizienz des Getriebes erhöhen. Bei 414, umfasst das Verfahren ein Einrücken der dritten Überbrückungskupplung, während die Aktivierung der zweiten Bremsvorrichtung und das Eingreifen der zweiten Überbrückungskupplung aufrechterhalten bleiben. In einem anderen Beispiel kann die zweite Bremsvorrichtung bei Schritt 414 deaktiviert sein, während der Eingriff der zweiten und dritten Überbrückungskupplung fortbesteht. Folglich kann die Energieeffizienz des Getriebes in Ausführungsformen, in denen die zweite Bremsvorrichtung Energie verbraucht, während sie aktiviert bleibt, verringert sein.
Bei 416 umfasst das Verfahren einen Übergang vom Modus des zweiten in den Modus des dritten Übersetzungsverhältnisses. Der Übergang zwischen den Modi des zweiten und dritten Übersetzungsverhältnisses umfasst die Schritte 418, 420 und 422. Bei 418 umfasst das Verfahren ein Ausrücken der zweiten Überbrückungskupplung, während die Aktivierung der zweiten Bremsvorrichtung und das Eingreifen der dritten Überbrückungskupplung aufrechterhalten bleiben. Auf diese Weise ist das Getriebe für den Gangwechsel vorbereitet.
Bei 420 umfasst das Verfahren ein Aktivieren der ersten Bremsvorrichtung und ein Deaktivieren der zweiten Bremsvorrichtung, während das Eingreifen der dritten Überbrückungskupplung aufrechterhalten bleibt. Folglich wechselt das Getriebe vom zweiten in das dritte Übersetzungsverhältnis, wobei zwischen den Bremsen Drehmoment übertragen wird.
Bei 422 umfasst das Verfahren ein Deaktivieren der ersten Bremsvorrichtung und ein Einrücken der ersten Überbrückungskupplung, während das Eingreifen der dritten Überbrückungskupplung aufrechterhalten bleibt. Das Verfahren 400 ermöglicht, die Steuerung der Überbrückungskupplung und der Bremsvorrichtung zu koordinieren, um dem Getriebe zu ermöglichen, unter Verwendung ausgewählter Überbrückungskupplungen in einem Gang zu verbleiben und unter Verwendung einer überlappenden Bremsmodulation gleichmäßig Gänge zu wechseln. Folglich kann die Effizienz des Getriebes erhöht werden, während Gangwechsel mit relativ geringer Energieunterbrechung erreicht werden, falls gewünscht.
5 veranschaulicht ein Ablaufschema eines Anwendungsfalls für ein Getriebesystem, beispielsweise das Getriebesystem 200, gezeigt in den 2-3. Das Schaubild 500 zeigt eine Serie von Diagrammen 502, 504 und 506, die Zustände der ersten, zweiten beziehungsweise dritten Überbrückungskupplung abbilden. Ferner zeigt das Schaubild 500 Diagramme 508 und 510, die die Zustände der ersten beziehungsweise zweiten Bremsvorrichtung abbilden. Darüber hinaus zeigt das Schaubild 500 ein Diagramm 512 mit der Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Ordinate. Die in 5 dargestellten Diagramme treten gleichzeitig auf und sind zeitlich abgestimmt. Die Betriebszustände („Eingerückt“ und „Ausgerückt“) der entsprechenden Überbrückungskupplung sind auf den Ordinaten für Diagramme 502, 504 und 506 dargestellt. Die Betriebszustand („Aktiviert“ und „Deaktiviert“) der entsprechenden Bremsvorrichtung sind auf den Ordinaten von Diagrammen 508 und 510 dargestellt. Es versteht sich, dass die spezifischen Steuerschemata für die Bremsvorrichtungen in der Praxis nuancierter sein können. Beispielsweise kann die Bremsaktivierung ein Erhöhen des Bremsmoments umfassen, bis die Bremse geerdet ist, und die Bremsdeaktivierung kann ein Verringern des Bremsmoments umfassen, um die Erdung der Bremsvorrichtung aufzuheben. In jedem Diagramm ist die Zeit auf der Abszisse angegeben und nimmt von links nach rechts zu. Die vertikalen gestrichelten Linien bei t1, t2, t3, t4 und t5 zeigen relative Punkte von Interesse in der Zeit.
Vor t1 arbeitet das Getriebe im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses. Dementsprechend sind die erste und die zweite Überbrückungskupplung eingerückt, die dritte Überbrückungskupplung ist ausgerückt, und die erste und zweite Bremsvorrichtung sind deaktiviert.
Zur Zeit t1 übertrifft die Fahrzeuggeschwindigkeit einen Schwellenwert 514. In Reaktion darauf, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit den Schwellenwert überschreitet, wird eine Getriebeschaltsequenz initiiert. Wie vorher diskutiert, können jedoch Betriebsbedingungen wie Fahrzeuglast und/oder Gangwählerposition genutzt werden, um eine Gangwechselsequenz zu initiieren. Bei t2 ist die erste Bremsvorrichtung aktiviert, während die erste Überbrückungskupplung eingerückt bleibt. Nachfolgend, bei Zeit t3, ist die erste Überbrückungskupplung ausgerückt, während die erste Bremsvorrichtung eingerückt bleibt.
Bei t4 geht das Getriebe von dem ersten Übersetzungsverhältnis in den Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses über. Während des Gangwechsels zwischen dem Modus des ersten und zweiten Übersetzungsverhältnisses ist die erste Bremsvorrichtung deaktiviert, während die zweite Bremsvorrichtung aktiviert ist. Somit kann Bremssteuerung so koordiniert werden, dass Drehmoment von der ersten Bremsvorrichtung zu der zweiten Bremsvorrichtung übertragen wird. Auf diese Weise kann der Gangwechsel mit relativ geringer Energieunterbrechung ablaufen, falls gewünscht. Bei t5 bleibt das Getriebe im zweiten Gang. Die dritte Kupplung 522 ist eingerückt, um das Getriebe im zweiten Übersetzungsverhältnis zu halten, und die zweite Bremsvorrichtung ist deaktiviert, um die Effizienz des Getriebes zu erhöhen. In anderen Beispielen kann die zweite Bremsvorrichtung jedoch bei t5 aktiviert bleiben, was die Effizienz des Getriebes verringern kann. Die Schaltsequenz vom Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses zurück zum Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses erfolgt in der entgegengesetzten Sequenz. Zusätzlich kann das Getriebe vom Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses unter Verwendung eines Fahrzeugschwellenwertes, der größer als der Schwellenwert 514 ist, in den Modus des dritten Übersetzungsverhältnisses geschaltet werden. Die Schaltsequenz zwischen dem Modus des zweiten und dritten Übersetzungsverhältnisses kann sich in einer Weise entwickeln, die der Überbrückungskupplungs- und der Bremssteuerungsstrategie, wie vorstehend unter Bezug auf t6, t7 und t8 beschrieben, gezeigt in 3, ähnelt.
Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren haben den technischen Effekt, dass sie einen gleichmäßigeren Fluss von Energie während sich im Getriebe entwickelnder Schaltübergänge gestatten. Diese Reduzierung (z. B. Vermeidung) von Leistungsunterbrechung während eines Übergangs von Übersetzungsverhältnissen kann NVH, beispielsweise vom Fahrer wahrgenommenes Rütteln, vermeiden und Systemeffizienz erhöhen. Darüber hinaus kann der Einsatz von Überbrückungskupplungen im System, um das Getriebe im Gang zu halten, im Vergleich zu Getrieben, die Bremsen und Reibungskupplungen nutzen, die Energieeffizienz des Systems erhöhen.
Die 1-3 und 6 zeigen Beispielkonfigurationen mit Lagebeziehungen der verschiedenen Komponenten. Wenn gezeigt ist, dass diese Elemente einander direkt berühren oder direkt gekoppelt sind, können sie zumindest in einem Beispiel als einander direkt berührend bzw. als direkt gekoppelt bezeichnet werden. Ähnlich können Elemente, die aneinander angrenzend oder zueinander benachbart gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel aneinander angrenzend bzw. zueinander benachbart sein. Beispielsweise können Komponenten, die in einem Flächenkontakt miteinander stehen, als in Flächenkontakt stehend bezeichnet werden. Als ein anderes Beispiel können Elemente, die nur über einen Zwischenraum voneinander getrennt und ohne andere Komponenten dazwischen positioniert sind, in mindestens einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Als noch ein anderes Beispiel können Elemente, die über- bzw. untereinander, auf einander entgegengesetzten Seiten oder links bzw. rechts voneinander gezeigt sind, relativ zueinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements als eine „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden, und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements kann als eine „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden, in mindestens einem Beispiel. Wie hierin verwendet, können an der Oberseite/Unterseite, obere/untere, oberhalb/unterhalb relativ zu einer vertikalen Achse der Figuren sein und zur Beschreibung des Positionierens von Elementen der Figuren relativ zueinander verwendet werden. Elemente, die oberhalb anderer Elemente gezeigt sind, sind vertikal oberhalb den anderen Elementen positioniert, in einem Beispiel. Als noch ein weiteres Beispiel können Formen der Elemente, die innerhalb der Figuren abgebildet sind, als diese Formen aufweisend bezeichnet werden (z. B. als rund, gerade, eben, gewölbt, abgerundet, gefast, abgewinkelt oder Ähnliches). Außerdem können Elemente, die koaxial zueinander sind, in einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Ferner können Elemente, die einander schneiden, in mindestens einem Beispiel als schneidende Elemente oder als einander schneidend bezeichnet werden. Ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt wird, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden. In anderen Beispielen können gegeneinander versetzte Elemente als solche bezeichnet werden. Wie hierin verwendet, wird der Begriff „im Wesentlichen“ so ausgelegt, dass er plus oder minus fünf Prozent des Bereichs oder Wertes beinhaltet, sofern nicht anders angegeben.
Die Erfindung wird in den folgenden Abschnitten näher beschrieben. In einem Aspekt ist ein Getriebesystem bereitgestellt, das umfasst: einen ersten Planetenradsatz, umfassend ein erstes Hohlrad und ein erstes Sonnenrad; einen zweiten Planetenradsatz, umfassend ein zweites Hohlrad und ein zweites Sonnenrad; einen dritten Planetenradsatz, umfassend ein drittes Hohlrad und ein drittes Sonnenrad; eine erste Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das erste Hohlrad oder das erste Sonnenrad selektiv zu arretieren; eine zweite Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das zweite Hohlrad oder das zweite Sonnenrad selektiv zu arretieren; und eine erste Überbrückungskupplung, dazu ausgestaltet, das erste Hohlrad selektiv zu arretieren; wobei das erste, zweite und dritte Sonnenrad oder das erste, zweite und dritte Hohlrad in Serie gekoppelt sind.
In einem anderen Aspekt wird ein Verfahren für den Betrieb eines Getriebesystems in einem Fahrzeug bereitgestellt, das umfasst: Ausführen einer ersten koordinierten Operation einer ersten Bremsvorrichtung und einer ersten Überbrückungskupplung, gekoppelt mit einem ersten Hohlrad in einem ersten Planetenradsatz, um das Getriebesystem zwischen einem Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses und einem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses zu überführen, wobei die erste Bremsvorrichtung und die erste Überbrückungskupplung das erste Hohlrad während der ersten koordinierten Operation parallel arretieren; wobei das Getriebesystem umfasst: den ersten Planetenradsatz; einen zweiten Planetenradsatz, umfassend ein zweites Hohlrad; und einen dritten Planetenradsatz, umfassend ein drittes Hohlrad; wobei die Sonnenräder des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes in Serie gekoppelt sind. In einem Beispiel kann das Verfahren ferner umfassen: Ausführen einer zweiten koordinierten Operation einer zweiten Bremsvorrichtung, einer zweiten Überbrückungskupplung und einer dritten Überbrückungskupplung, um das Getriebesystem zwischen einem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses und einem Modus des dritten Übersetzungsverhältnisses zu überführen; wobei die erste Bremsvorrichtung mit einer ersten festen Komponente gekoppelt ist; und wobei, während der zweiten koordinierten Operation, die zweite Bremsvorrichtung selektiv das zweite Hohlrad erdet, die zweite Überbrückungskupplung selektiv mit dem zweiten Hohlrad und dem dritten Hohlrad gekoppelt ist, und die dritte Überbrückungskupplung selektiv das dritte Hohlrad erdet. In noch einem weiteren Beispiel kann das Verfahren ferner ein Deaktivieren der ersten Bremsvorrichtung, wenn das Getriebe im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses arbeitet, und ein Deaktivieren der zweiten Bremsvorrichtung, wenn das Getriebe im Modus des zweiten oder dritten Übersetzungsverhältnisses arbeitet, umfassen.
In noch einem weiteren Aspekt ist ein Automatikgetriebesystem bereitgestellt, das umfasst: einen ersten Planetenradsatz, umfassend ein erstes Hohlrad und ein erstes Sonnenrad; einen zweiten Planetenradsatz, gekoppelt mit dem ersten Planetenradsatz und umfassend ein zweites Hohlrad und ein zweites Sonnenrad; einen dritten Planetenradsatz, gekoppelt mit dem zweiten Planetenradsatz und umfassend ein drittes Hohlrad und ein drittes Sonnenrad; eine erste Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das erste Hohlrad selektiv zu arretieren; eine zweite Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das erste Hohlrad selektiv zu arretieren; eine erste Überbrückungskupplung, dazu ausgestaltet, das erste Hohlrad parallel zur ersten Bremsvorrichtung selektiv zu arretieren; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen umfasst, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, die die Steuerung veranlassen: den Betrieb der ersten Überbrückungskupplung, der ersten Bremsvorrichtung und der zweiten Bremsvorrichtung zu koordinieren, um das Automatikgetriebesystem zwischen einem Modus eines ersten Übersetzungsverhältnisses und einem Modus eines zweiten Übersetzungsverhältnisses zu überführen.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem ferner umfassen: eine zweite Überbrückungskupplung, gekoppelt mit dem ersten Hohlrad und dem zweiten Hohlrad; und eine Steuerung mit ausführbaren Anweisungen, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, die die Steuerung veranlassen: den Betrieb der ersten Überbrückungskupplung, der zweiten Überbrückungskupplung, der ersten Bremsvorrichtung und der zweiten Bremsvorrichtung zu koordinieren, um das Getriebesystem zwischen einem Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses und einem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses zu überführen.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die Steuerung in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen umfassen, die während des Betriebs des Getriebesystems im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses die Steuerung veranlassen: die erste Bremsvorrichtung zu deaktivieren; und wobei die Steuerung in dem nicht-flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen umfassen kann, die während des Betriebs des Getriebesystems im Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses die Steuerung veranlassen: die zweite Bremsvorrichtung zu deaktivieren.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die zweite Überbrückungskupplung dazu ausgestaltet sein, das zweite Hohlrad selektiv mit dem dritten Hohlrad zu koppeln.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem ferner eine dritte Überbrückungskupplung umfassen, die dazu ausgestaltet ist, das dritte Hohlrad selektiv zu arretieren.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste, zweite und dritte Überbrückungskupplung Klauenkupplungen sein.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem eine Steuerung mit ausführbaren Anweisungen umfassen, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, die die Steuerung veranlassen: den Betrieb der zweiten Bremsvorrichtung, der zweiten Überbrückungskupplung und der dritten Überbrückungskupplung zu koordinieren, um das Getriebesystem zwischen einem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses und einem Modus des dritten Übersetzungsverhältnisses zu überführen.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann der erste Planetenradsatz ferner einen ersten Träger mit einem ersten Satz von Planetenrädern umfassen, die mit dem ersten Hohlrad und dem ersten Sonnenrad gekoppelt sind; der zweite Planetenradsatz kann ferner einen zweiten Träger mit einem zweiten Satz von Planetenrädern, die mit dem zweiten Hohlrad und dem zweiten Sonnenrad gekoppelt sind, umfassen; und der dritte Planetenradsatz kann ferner einen dritten Träger mit einem dritten Satz von Planetenrädern, die mit dem dritten Hohlrad und dem dritten Sonnenrad gekoppelt sind, umfassen; und der erste Träger ist direkt mit dem zweiten Träger gekoppelt.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem in einem Batterie-Elektrofahrzeug (BEV) enthalten sein.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste und zweite Bremsvorrichtung die einzigen Bremsvorrichtungen im Getriebesystem sein, und die erste Überbrückungskupplung ist eine Klauenkupplung.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem ferner umfassen: eine zweite Überbrückungskupplung, dazu ausgestaltet, das zweite Hohlrad und das dritte Hohlrad selektiv zu koppeln; und eine dritte Überbrückungskupplung, dazu ausgestaltet, das dritte Hohlrad selektiv zu arretieren.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste und zweite Bremsvorrichtung die einzigen Bremsvorrichtungen im Automatikgetriebesystem sein, und die erste, zweite und dritte Überbrückungskupplung können die einzigen Kupplungen im Automatikgetriebesystem sein.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die Steuerung im nicht-flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen umfassen, die während des Betriebs des Automatikgetriebesystems im Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses die Steuerung veranlassen: die erste Bremsvorrichtung zu deaktivieren; und wobei die Steuerung in dem nicht-flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen umfassen kann, die während des Betriebs des Automatikgetriebesystems im Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses die Steuerung veranlassen: die zweite Bremsvorrichtung zu deaktivieren.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die Steuerung ausführbare Anweisungen umfassen, die im nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, die die Steuerung veranlassen: den Betrieb der zweiten Bremsvorrichtung, der zweiten Überbrückungskupplung und der dritten Überbrückungskupplung zu koordinieren, um das Automatikgetriebesystem zwischen einem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses und einem Modus des dritten Übersetzungsverhältnisses zu überführen.
In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann der erste Planetenradsatz einen Dreheingang von einer elektrischen Maschine empfangen, und die elektrische Maschine ist mit einem in ein Fahrzeugchassis integrierten Batteriesatz elektrisch gekoppelt.
In einer weiteren Darstellung ist ein Automatikgetriebe bereitgestellt, das eine Klauenkupplung und eine Reibungsbremse, parallel gekoppelt mit einem Hohlrad eines ersten Planetenradsatzes, umfassen kann, wobei der erste Planetenradsatz ein Sonnenrad umfasst, das in Serie mit Sonnenrädern eines zweiten und eines dritten Planetenradsatzes gekoppelt ist, und wobei während eines stabilen Betriebszustands die Klauenkupplung das Automatikgetriebe in einem ersten Gang hält, während die Reibungskupplung deaktiviert ist.
Während vorstehend verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, versteht es sich, dass sie beispielhaft und nicht einschränkend dargelegt wurden. Dem Fachmann ist offenkundig, dass der offenbarte Gegenstand in anderen konkreten Formen verkörpert sein kann, ohne vom Gedanken des Gegenstands abzuweichen. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht restriktiv zu betrachten.
Man beachte, dass die als Beispiel angegebenen Steuerungs- und Schätzungsroutinen, die hierin enthalten sind, mit verschiedenen Getriebe- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Befehle in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert werden und können von dem Steuersystem, das die Steuereinrichtung enthält, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Fahrzeug-Hardware ausgeführt werden. Ferner können Abschnitte des Verfahrens physikalische Aktionen sein, die ergriffen werden, um den Zustand einer Vorrichtung zu ändern. Die hierin beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere von einer Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge, parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt notwendig, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen beispielhaften Beispiele zu erreichen, sondern wird nur zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung angegeben. Eine oder mehrere der veranschaulichten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen können je nach der konkreten verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Operationen und/oder Funktionen grafisch Code repräsentieren, der in einen nicht-flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Fahrzeugsteuerungssystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Aktionen durch Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden können, das die verschiedenen Hardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung umfasst. Einer oder mehrere der hierin beschriebenen Verfahrensschritte können weggelassen werden, falls gewünscht.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen in ihrer Natur beispielhaft sind und dass diese konkreten Beispiele nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, da viele Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technologie auf Antriebsstränge angewendet werden, die verschiedene Typen von Antriebsquellen umfassen, einschließlich verschiedener Typen von elektrischen Maschinen und Getrieben. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie weitere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart wurden.
Die folgenden Ansprüche verweisen insbesondere auf bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich erachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind weder so zu verstehen, dass sie eine Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente beinhalten, noch so, dass sie den Ausschluss von zwei oder mehreren solcher Elemente verlangen. Weitere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Präsentation neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, sei ihr Bereich nun breiter, enger, gleich oder anders als derjenige der ursprünglichen Ansprüche, werden ebenfalls als innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Getriebesystem, umfassend: einen ersten Planetenradsatz, umfassend ein erstes Hohlrad und ein erstes Sonnenrad; einen zweiten Planetenradsatz, umfassend ein zweites Hohlrad und ein zweites Sonnenrad; einen dritten Planetenradsatz, umfassend ein drittes Hohlrad und ein drittes Sonnenrad; eine erste Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das erste Hohlrad oder das erste Sonnenrad selektiv zu arretieren; eine zweite Bremsvorrichtung, dazu ausgestaltet, das zweite Hohlrad oder das zweite Sonnenrad selektiv zu arretieren; und eine erste Überbrückungskupplung, dazu ausgestaltet, das erste Hohlrad selektiv zu arretieren; wobei das erste, zweite und dritte Sonnenrad oder das erste, zweite und dritte Hohlrad in Serie gekoppelt sind.
Getriebesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine zweite Überbrückungskupplung, gekoppelt mit dem ersten Hohlrad und dem zweiten Hohlrad; und eine Steuerung mit ausführbaren Anweisungen, gespeichert in einem nicht-flüchtigen Speicher, die die Steuerung veranlassen: den Betrieb der ersten Überbrückungskupplung, der zweiten Überbrückungskupplung, der ersten Bremsvorrichtung und der zweiten Bremsvorrichtung zu koordinieren, um das Getriebesystem zwischen einem Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses und einem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses zu überführen.
Getriebesystem nach Anspruch 2, wobei die Steuerung ausführbare Anweisungen umfasst, die in dem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, die während des Betriebs des Getriebesystems in dem Modus des ersten Übersetzungsverhältnisses die Steuerung veranlassen: die erste Bremsvorrichtung zu deaktivieren; und wobei die Steuerung ausführbare Anweisungen umfasst, die in dem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind und die während des Betriebs des Getriebesystems in dem Modus im zweiten Übersetzungsverhältnis die Steuerung veranlassen: die zweite Bremsvorrichtung zu deaktivieren.
Getriebesystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Überbrückungskupplung dazu ausgestaltet ist, das zweite Hohlrad selektiv mit dem dritten Hohlrad zu koppeln.
Getriebesystem nach Anspruch 4, ferner umfassend eine dritte Überbrückungskupplung, dazu ausgestaltet, das dritte Hohlrad selektiv zu arretieren.
Getriebesystem nach Anspruch 5, wobei die erste, zweite und dritte Überbrückungskupplung Klauenkupplungen sind.
Getriebesystem nach einem der Ansprüche 5 und 6, ferner umfassend: eine Steuerung mit ausführbaren Anweisungen, gespeichert in einem nicht-flüchtigen Speicher, die die Steuerung veranlassen: den Betrieb der zweiten Bremsvorrichtung, der zweiten Überbrückungskupplung und der dritten Überbrückungskupplung zu koordinieren, um das Getriebesystem zwischen einem Modus des zweiten Übersetzungsverhältnisses und einem Modus des dritten Übersetzungsverhältnisses zu überführen.
Getriebesystem nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die erste und zweite Bremsvorrichtung die einzigen Bremsvorrichtungen in dem Getriebesystem sind und die erste, zweite und dritte Überbrückungskupplung die einzigen Kupplungen im Getriebesystem sind.
Getriebesystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: der erste Planetenradsatz ferner einen ersten Träger mit einem ersten Satz von Planetenrädern, gekoppelt mit dem ersten Hohlrad und dem ersten Sonnenrad, umfasst; der zweite Planetenradsatz ferner einen zweiten Träger mit einem zweiten Satz von Planetenrädern, gekoppelt mit dem zweiten Hohlrad und dem zweiten Sonnenrad, umfasst; der dritte Planetenradsatz ferner einen dritten Träger mit einem dritten Satz von Planetenrädern, gekoppelt mit dem dritten Hohlrad und dem dritten Sonnenrad, umfasst; und der erste Träger direkt mit dem zweiten Träger gekoppelt ist.
Getriebesystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wobei das Getriebesystem in einem Batterie-Elektrofahrzeug (BEV) enthalten ist, wobei der erste Planetenradsatz einen Dreheingang von einer elektrischen Maschine erhält, die elektrische Maschine mit einem in ein Fahrzeugchassis integrierten Batteriesatz elektrisch gekoppelt ist, und/oder das Getriebesystem ein Automatikgetriebesystem ist.