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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf elektrifizierte Antriebssysteme für Fahrzeuge.
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HINTERGRUND
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Elektrifizierte Antriebsstränge für Fahrzeuge umfassen beispielsweise batteriebetriebene Elektrofahrzeuge, Elektrofahrzeuge mit erweiterter Reichweite, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge und Brennstoffzellen-Hybrid-Elektrofahrzeuge. Wie erfahrene Praktiker wissen, umfasst die Entwicklung elektrifizierter Antriebsstränge die Optimierung und Abwägung von Zugkraft, Gewicht, Packvolumen, Reichweite, Fahrbarkeit und anderen Faktoren. Fahrzeugentwickler streben ein schnelles, leichtes und reaktionsschnelles Antriebssystem an, das in einem Fahrzeug untergebracht werden kann und in der Lage ist, lange Strecken mit minimalem Bedarf an elektrischer Aufladung zurückzulegen.
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Elektrische Maschinen wandeln elektrische Energie in mechanische Arbeit um, indem sie ein Drehmoment erzeugen. In Elektrofahrzeugen, einschließlich Hybridfahrzeugen, werden Elektromotoren, wie z. B. Induktionsmotoren und Permanentmagnetmotoren, eingesetzt, um die Fahrzeuge anzutreiben und als elektrischer Generator Bremsenergie zu gewinnen. Im Allgemeinen besteht der Elektromotor aus einem Rotor, der sich während des Betriebs dreht, und einem elektrischen Stator, der stationär ist. Der Rotor kann eine Vielzahl von Permanentmagneten enthalten und dreht sich relativ zum feststehenden elektrischen Stator. Der Rotor ist mit einer Welle verbunden, die sich ebenfalls mit dem Rotor dreht. Der Rotor, einschließlich der Dauermagneten, ist durch einen vorbestimmten Luftspalt vom elektrischen Stator getrennt. Der elektrische Stator enthält Leiter in Form von Drahtwicklungen. Wenn elektrische Energie über die leitenden Drahtwicklungen zugeführt wird, wird ein Magnetfeld erzeugt. Wenn elektrische Energie oder Leistung in die leitenden Wicklungen des elektrischen Stators eingespeist wird, kann die Leistung über den Luftspalt durch einen magnetischen Fluss übertragen werden, der ein Drehmoment erzeugt, das auf die Permanentmagnete im Rotor wirkt. Auf diese Weise kann mechanische Leistung auf die rotierende Welle übertragen oder von ihr abgezogen werden. In einem Elektrofahrzeug überträgt der Rotor somit ein Drehmoment über die rotierende Welle durch ein Getriebe auf die Antriebsräder des Fahrzeugs.
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Die direkte Kopplung einer rotierenden elektrischen Maschine an einen Antriebsstrang kann in bestimmten Betriebszuständen zu unerwünschten Geräusch-, Vibrations- und/oder Härtebedingungen führen.
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Es besteht die Notwendigkeit, ein Drehmomentmanagement in einen elektrifizierten Antriebsstrang einzubauen, um das Fahrverhalten zu verbessern.
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BESCHREIBUNG
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Es wird ein elektrifiziertes Antriebssystem beschrieben, das die Leistungsdichte maximiert, leicht zu verpacken ist und das Fahrverhalten verbessert. Es umfasst ein Antriebssystem mit einer rotierenden elektrischen Maschine mit einer drehbaren Welle, einem Drehmomentwandler mit einem fluidischen Stator, einer Pumpe, einer Turbine und einer normalerweise geschlossenen Drehmomentwandlerkupplung, einer wählbaren Einwegkupplung, die mit dem fluidischen Stator verbunden ist, und einem Abtriebselement. Die drehbare Welle ist mit der Pumpe des Drehmomentwandlers verbunden, und die Turbine des Drehmomentwandlers ist mit dem Abtriebselement verbunden.
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Ein Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass die Drehmomentwandlerkupplung eine normalerweise geschlossene Kupplung ist, wobei die Drehmomentwandlerkupplung während eines Startmanövers in einen offenen Zustand gesteuert wird.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst die Drehmomentwandlerkupplung, die eine Klauenkupplung ist.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung ist, dass die Drehmomentwandlerkupplung eine vorgespannte Reibungskupplung ist.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst die Drehmomentwandlerkupplung, die eine elektromagnetische Kupplung ist.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst die wählbare Einwegkupplung, die zwischen dem Fluidikstator und einem stationären Rahmenelement gekoppelt ist.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass die wählbare Einwegkupplung so gesteuert wird, dass sie den Fluidikstator mit dem stationären Rahmenelement in einer ersten Drehrichtung koppelt, wenn das Antriebssystem so gesteuert wird, dass es in einer ersten Richtung arbeitet.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass die wählbare Einwegkupplung so gesteuert wird, dass sie den Fluidikstator mit dem stationären Rahmenteil in einer zweiten Drehrichtung koppelt, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, wenn das Antriebssystem so gesteuert wird, dass es in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung arbeitet.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst ein Antriebssystem, das eine rotierende elektrische Maschine mit einer drehbaren Welle, einen Drehmomentwandler mit einem fluidischen Stator, einer Pumpe, einer Turbine und einer normalerweise geschlossenen Drehmomentwandlerkupplung, eine wählbare Einwegkupplung, die mit dem fluidischen Stator verbunden ist, ein Abtriebselement und einen Antriebsstrang umfasst. Die drehbare Welle der rotierenden elektrischen Maschine ist mit der Pumpe des Drehmomentwandlers verbunden, und die Turbine des Drehmomentwandlers ist mit dem Abtriebselement verbunden. Das Abtriebselement ist mit dem Antriebsstrang verbunden.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der bevorzugten Ausführungsformen und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehre, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, in Verbindung mit den beigefügten Figuren leicht ersichtlich.
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Figurenliste
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Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, in denen:
- 1 zeigt schematisch ein Antriebssystem für einen elektrifizierten Antriebsstrang mit einer Ausführungsform einer rotierenden elektrischen Maschine, die mit einem Drehmomentwandler gekoppelt ist, gemäß der Offenbarung.
- 2 zeigt schematisch einen Drehmomentwandler-Steuerungsprozess zur Steuerung des Betriebs einer Ausführungsform eines Drehmomentwandlers, der in einer Ausführungsform des unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Antriebssystems verwendet wird, in Übereinstimmung mit der Offenbarung.
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Die beigefügten Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und können eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale der vorliegenden Offenbarung darstellen, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z. B. bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen. Details, die mit solchen Merkmalen verbunden sind, werden zum Teil durch die jeweilige beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Figuren, wobei die Darstellungen nur zur Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zur Einschränkung derselben dienen, zeigt 1 schematisch Elemente einer Ausführungsform eines Antriebssystems 100, das eine rotierende elektrische Maschine 10 umfasst, die über einen Drehmomentwandler 50 mit einem Antriebsstrang 60 gekoppelt ist und von einer Steuerung 70 gesteuert wird. Gleiche Bezugsziffern beziehen sich in der gesamten Beschreibung auf gleiche Elemente. Die Beschreibung erfolgt im Zusammenhang mit einer axialen Ausrichtung mit axialer Bezugslinie 15 und radialer Bezugslinie 16. Eine elektrische Axialfluss-Rotationsmaschine ist eine Form der Elektromotorkonstruktion, bei der der Spalt zwischen dem Rotor und dem elektrischen Stator und damit die Richtung des magnetischen Flusses zwischen den beiden parallel zur Drehachse ausgerichtet ist. In einer Ausführungsform und wie hierin beschrieben, ist die rotierende elektrische Maschine 10 als bürstenloser Permanentmagnet-Gleichstrommotor (DC) konfiguriert. In einer Ausführungsform umfasst die rotierende elektrische Maschine 10 eine drehbare Welle 12, die mit dem Drehmomentwandler 50 gekoppelt ist, der mit dem Antriebsstrang 60 gekoppelt ist, um das Antriebsdrehmoment bereitzustellen.
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In einer Ausführungsform ist das Antriebssystem 100 auf einem Fahrzeug angeordnet, und der Antriebsstrang 60 endet an einem oder mehreren Fahrzeugrädern, um eine Zugkraft zu erzeugen. Das Fahrzeug kann eine mobile Plattform in Form eines Nutzfahrzeugs, eines Industriefahrzeugs, eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, eines Personenkraftwagens, eines Flugzeugs, eines Wasserfahrzeugs, eines Zugs, eines Geländewagens, eines Personenbeförderungsgeräts, eines Roboters und dergleichen umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt, um die Zwecke dieser Offenbarung zu erfüllen.
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In einer Ausführungsform umfasst der Antriebsstrang 60 ein starres oder stufenloses Getriebe, das über eine Antriebswelle, eine Transaxle oder ein Differential mit den Fahrzeugrädern verbunden ist. In einer Ausführungsform ist das Antriebssystem 100 stationär angeordnet, und der Antriebsstrang 60 endet an einem Aktuator, beispielsweise einer Fluidikpumpe.
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Die rotierende elektrische Maschine 10 ist ein mehrphasiger Hochspannungs-Elektromotor/Generator, der so konfiguriert ist, dass er gespeicherte elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt und mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt, die in einer Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung (Batterie) 90 gespeichert werden kann. Bei der Batterie 90 kann es sich um einen Hochspannungs-Energiespeicher handeln, z. B. eine mehrzellige Lithium-Ionen-Vorrichtung, einen Ultrakondensator oder eine andere Vorrichtung ohne Einschränkung. Zu den überwachten Parametern in Bezug auf die Batterie 90 können der Ladezustand (SOC), die Temperatur und andere gehören. In einer Ausführungsform kann die Batterie über ein fahrzeugeigenes Batterieladegerät (nicht abgebildet) 90elektrisch mit einer entfernten, außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Stromquelle verbunden werden, um sie aufzuladen, während das Fahrzeug steht. Die Batterie 90 ist über einen Hochspannungs-Gleichstrom-Bus elektrisch mit einem Wechselrichtermodul 80 verbunden, um als Reaktion auf Steuersignale aus dem Steuergerät 70 elektrische Hochspannungs-Gleichstromleistung über Dreiphasenleiter an die rotierende elektrische Maschine 10 zu übertragen.
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Wie in 1 dargestellt, ist die rotierende elektrische Maschine 10 über das Wechselrichtermodul mit 80 einem Hochspannungsbus elektrisch mit der Batterie verbunden90. Das Wechselrichtermodul 80 ist mit Steuerschaltungen ausgestattet, die Leistungstransistoren, z. B. IGBTs, zur Umwandlung von Hochspannungs-Gleichstrom in Hochspannungs-Wechselstrom und zur Umwandlung von Hochspannungs-Wechselstrom in Hochspannungs-Gleichstrom enthalten. Das Wechselrichtermodul 80 kann die IGBTs durch Pulsweitenmodulation (PWM) steuern, um gespeicherten Gleichstrom aus der Batterie 90 in Wechselstrom umzuwandeln, der die rotierende elektrische Maschine 10 antreibt und ein Drehmoment erzeugt. In ähnlicher Weise wandelt das Wechselrichtermodul 80 die an die rotierende elektrische Maschine 10 übertragene mechanische Leistung in elektrische Gleichstromleistung um, um elektrische Energie zu erzeugen, die in der Batterie 90 gespeichert werden kann, auch als Teil einer regenerativen Bremssteuerungsstrategie. Das Wechselrichtermodul 80 empfängt Motorsteuerungsbefehle und steuert die Wechselrichterzustände, um den Motorantrieb und die regenerative Bremsfunktion bereitzustellen. In einer Ausführungsform ist ein DC/DC-Stromrichter elektrisch mit dem Hochspannungsbus verbunden, um eine Niederspannungsbatterie über einen Niederspannungsbus mit Strom zu versorgen. Die Niederspannungsbatterie ist elektrisch mit einem Hilfsenergiesystem verbunden, um Niederspannungsstrom für Niederspannungssysteme im Fahrzeug bereitzustellen, z. B. für elektrische Fensterheber, HLK-Lüfter, Sitze und andere Geräte. Das Steuergerät ist 70betriebsmäßig mit dem Wechselrichtermodul 80 verbunden, um die Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Batterie 90 und einer Vielzahl von radial ausgerichteten, elektrisch leitenden Wicklungen 32 des Stators 30 zu steuern. Das Steuergerät 70 steuert das Wechselrichtermodul 80, um die elektrisch leitenden Wicklungen nacheinander elektrisch zu aktivieren, um eine rotierende Magnetkraft auf einen Rotor auszuüben, um eine Drehung zu bewirken, oder um auf ein Drehmoment zu reagieren, um die Drehung zu verzögern.
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Der Drehmomentwandler 50 kann eine fluidische Drehmomentkupplungsvorrichtung sein, die koaxial zwischen der rotierenden elektrischen Maschine 10 und dem Antriebsstrang 60 angeordnet ist. Der Drehmomentwandler 50 umfasst eine Pumpe 56, die drehbar mit der drehbaren Welle 12 verbunden ist, einen fluidischen Stator 57 und eine Turbine 58, die drehbar mit dem Abtriebselement 59 verbunden ist, das drehbar mit dem Antriebsstrang 60 verbunden ist. Der Drehmomentwandler 50 umfasst auch eine steuerbare Drehmomentwandlerkupplung 52 und eine wählbare Einwegkupplung (SOWC) 55. Die Drehmomentwandlerkupplung 52 kann als Klauenkupplung, als vorgespannte Reibungskupplung oder als elektromagnetische Kupplung ausgeführt sein. Die Drehmomentwandlerkupplung 52 ist als normalerweise geschlossene Kupplung angeordnet, die in einen offenen oder deaktivierten Zustand gesteuert wird, um den Betrieb des Drehmomentwandlers 50 in einem Schlupfzustand unter bestimmten Betriebsbedingungen zu ermöglichen, z. B. während eines Startmanövers oder eines Gangwechselvorgangs. Diese Anordnung der Wandlerkupplung 52 als Öffner reduziert den Energieverbrauch für die Betätigung und Deaktivierung und trägt zur Verbesserung des Rückwärtsbetriebs an einer Steigung bei.
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Der Drehmomentwandler 50 sorgt für eine fluidische Drehmomentkupplung zwischen der Pumpe 56 und der Turbine 58, wenn die Kupplung 52 deaktiviert oder gelöst ist, und für eine mechanische Drehmomentkupplung zwischen der Pumpe 56 und der Turbine 58, wenn die Kupplung 52 aktiviert ist. Wenn die Kupplung 52 deaktiviert oder gelöst ist, kann es aufgrund der Fluiddrehmomentkupplung zu einem Drehzahlunterschied zwischen der Pumpe 56 und der Turbine 58 kommen, der als Schlupf der Drehmomentwandlerkupplung bezeichnet wird. Der Schlupf der Drehmomentwandlerkupplung kann mit Hilfe von Drehzahlsensoren gemessen werden. Der SOWC 55 ist so angeordnet, dass er den fluidischen Stator 57 selektiv mit dem stationären Rahmenteil 35 koppelt und so den Betrieb im Rückwärtsgang erleichtert, wenn er aktiviert ist, indem er eine Drehmomentvervielfachung während des Rückwärtsbetriebs der rotierenden elektrischen Maschine 10 ermöglicht.
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Der SOWC 55 ist für zwei Betriebsarten ausgelegt: einen Vorwärtsmodus, bei dem sich ein Eingangsring in Bezug auf einen Ausgangsring frei drehen kann, und einen Rückwärtsmodus, bei dem der Eingangsring in mindestens einer Drehrichtung mechanisch mit dem Ausgangsring verriegelt ist. Ein Vorwärts/Rückwärts-Wahlmechanismus wird entweder hydraulisch oder elektrisch gesteuert. Der SOWC 55 umfasst einen Einweg-Kupplungsmechanismus, einen Verriegelungsmechanismus und einen Aktuator, der mit dem Steuergerät70 verbunden ist und von diesem gesteuert wird. Der Verriegelungsmechanismus verriegelt und entriegelt selektiv den Einweg-Kupplungsmechanismus und kann Verriegelungsmechanismen vom Typ Wippe, Diode, Strebe oder Klauenkupplung umfassen. Wenn der Aktuator den Verriegelungsmechanismus des SOWC 55 in einen ersten Zustand steuert, kann sich der Abtrieb relativ zum Eingang in einer ersten Drehrichtung frei drehen, aber nicht frei relativ zum Eingang in einer zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung, wodurch eine Drehung des Abtriebselements 59 ermöglicht wird, um den Antriebsstrang 60 in eine erste Richtung, z. B. in eine Vorwärtsrichtung, zu drücken. Wenn der Aktuator den Verriegelungsmechanismus des SOWC 55 in einen zweiten Zustand steuert, kann sich der Abtrieb nicht frei relativ zum Eingang in der ersten Drehrichtung drehen, sondern kann sich frei relativ zum Eingang in einer zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung drehen, wodurch die Drehung des Abtriebselements 59 ermöglicht wird, um den Antriebsstrang 60 in eine zweite Richtung zu treiben, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, z. B. in eine Rückwärtsrichtung. Es sind eine Reihe von SOWC-Konstruktionen bekannt, einschließlich der Bauart als Klemmstück, Strebe, Rolle, Diode oder Klinke, und die Offenbarung soll nicht auf die hier beschriebenen besonderen Ausführungsbeispiele beschränkt sein.
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Die Hinzufügung des SOWC 55 erleichtert die Kopplung des fluidischen Stators 57 mit dem stationären Rahmenelement 35 in einer ersten Drehrichtung (z. B. im Uhrzeigersinn) oder einer zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung (z. B. gegen den Uhrzeigersinn). Wenn der Betrieb des Antriebssystems 100 in Vorwärtsrichtung befohlen wird, erlaubt der SOWC 55 dem fluidischen Stator 57, sich in der ersten Drehrichtung zu drehen, aber nicht in der zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung. Wenn der Betrieb des Antriebssystems 100 in eine umgekehrte Richtung befohlen wird, erlaubt SOWC 55 dem fluidischen Stator 57, sich in die zweite, entgegengesetzte Drehrichtung zu drehen, aber nicht in die erste Drehrichtung. Somit kann der Drehmomentwandler 50 eine Drehmomentvervielfachung zwischen der rotierenden elektrischen Maschine 10 und dem Antriebsstrang 60 sowohl in der ersten Drehrichtung als auch in der zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung bewirken.
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Die drehbare Welle 12 ist mit der Pumpe 56 des Drehmomentwandlers 50 verbunden, um das Drehmoment auf das Abtriebselement 59 zu übertragen, das in einer Ausführungsform mit dem Antriebsstrang 60 verbunden ist.
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Der Antriebsstrang 60 umfasst eines oder mehrere der folgenden Elemente: ein Getriebe, ein Differential, Transaxle, Halbwellen usw. In einer Ausführungsform umfasst der Antriebsstrang 60 ein Getriebe. Das Getriebe kann in einer Ausführungsform in einer Stufengetriebekonfiguration angeordnet sein und einen oder mehrere Differentialradsätze und aktivierbare Kupplungen umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie eine Drehmomentübertragung in einem von mehreren festen Gangzuständen über einen Bereich von Drehzahlverhältnissen zwischen dem Abtriebselement 59 des Drehmomentwandlers 50 und einer Antriebsstrangkomponente bewirken. Das Getriebe kann eine von verschiedenen Konfigurationen sein und kann ein automatisches Getriebe sein, das automatisch zwischen den festen Gangzuständen schaltet.
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Der Antriebsstrang 60 kann in einer Ausführungsform ein Getriebe umfassen, das mechanisch mit einer oder mehreren Achsen verbunden ist, die wiederum mechanisch mit einem oder mehreren Rädern verbunden sind. Der Antriebsstrang überträgt die Zugkraft auf eine Fahrbahn. Das Getriebe des Antriebsstrangs 60 kann aus einer vorderen Transaxle und Halbwellen (nicht dargestellt) bestehen, die das Abtriebselement 59 drehbar mit einem oder mehreren Rädern verbinden. Alternativ kann der Getriebesatz die Form eines hinteren Differentials und von Achsen haben, die das Abtriebselement 59 drehbar mit einem oder mehreren der Räder verbinden. Alternativ kann der Getriebesatz aus einem vorderen Transaxle bestehen, das in Verbindung mit einer hinteren Antriebswelle angeordnet ist, die mit einem Differential gekoppelt ist, das das Abtriebselement 59 drehbar mit einem oder mehreren der Räder 66 verbindet. Alternativ oder zusätzlich kann ein Zapfwellengetriebe (nicht dargestellt) drehbar mit dem Abtriebselement verbunden sein59. Das Antriebssystem 100 ist beispielhaft, und die hier beschriebenen Konzepte gelten auch für andere Antriebssysteme, die ähnlich konfiguriert sind.
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In einer Ausführungsform ist ein Fluidiksystem 85 so angeordnet, dass es den Drehmomentwandler 50 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt und auch mit Wärmetauscherelementen, die an der rotierenden elektrischen Maschine 10 und am Wechselrichtermodul 80 angeordnet sind, in Fluidverbindung steht. Das Fluidiksystem 85 umfasst, als nicht einschränkende Beispiele, eine Fluidikpumpe, einen Sumpf, ein Kühlelement und zugehörige Leitungskreiselemente und ist so konfiguriert, dass es den Drehmomentwandler 50 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt und Wärme von der elektrischen Maschine 10 und dem Umrichtermodul 80 abführt.
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Die Begriffe Steuergerät, Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe beziehen sich auf eine oder verschiedene Kombinationen von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), elektronischen Schaltungen, Zentraleinheiten, z. B. Mikroprozessoren und zugehörigen nichttransitorischen Speicherkomponenten in Form von Arbeitsspeichern und Speichergeräten (Festwertspeicher, programmierbarer Festwertspeicher, Direktzugriff, Festplattenlaufwerk usw.). Die nicht transitorische Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Befehle in Form von einem oder mehreren Software- oder Firmware-Programmen oder - Routinen, kombinatorischen Logikschaltungen, Eingangs-/Ausgangsschaltungen und - vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die ein oder mehrere Prozessoren zugreifen können, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Zu den Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -vorrichtungen gehören Analog-Digital-Wandler und verwandte Vorrichtungen, die Eingänge von Sensoren überwachen, wobei solche Eingänge mit einer voreingestellten Abtastfrequenz oder als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis überwacht werden. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bezeichnen von Steuergeräten ausführbare Befehlssätze einschließlich Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Jedes Steuergerät führt Steuerroutine(n) aus, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen, einschließlich der Überwachung von Eingängen von Messgeräten und anderen vernetzten Steuergeräten und der Ausführung von Steuer- und Diagnoseroutinen zur Steuerung des Betriebs von Stellgliedern. Die Routinen können in regelmäßigen Abständen ausgeführt werden, zum Beispiel alle 100 Mikrosekunden oder 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während des laufenden Betriebs. Alternativ können Routinen als Reaktion auf das Auftreten eines auslösenden Ereignisses ausgeführt werden. Die Kommunikation zwischen den Steuergeräten und die Kommunikation zwischen Steuergeräten, Stellgliedern und/oder Sensoren kann über eine direkte drahtgebundene Verbindung, eine vernetzte Kommunikationsbusverbindung, eine drahtlose Verbindung, einen seriellen peripheren Schnittstellenbus oder eine andere Kommunikationsverbindung erfolgen. Die Kommunikation umfasst den Austausch von Datensignalen in verschiedenen Formen, z. B. elektrische Signale über ein leitendes Medium, elektromagnetische Signale über Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Zu den Datensignalen können Signale gehören, die Eingaben von Sensoren darstellen, Signale, die Stellgliedbefehle darstellen, und Kommunikationssignale zwischen Steuergeräten. Die hier verwendeten Begriffe „dynamisch“ und „dynamisch“ beschreiben Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und dadurch gekennzeichnet sind, dass die Zustände von Parametern überwacht oder auf andere Weise bestimmt werden und die Zustände der Parameter während der Ausführung einer Routine oder zwischen Iterationen der Ausführung der Routine regelmäßig oder periodisch aktualisiert werden.
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Der hier verwendete Begriff „System“ kann sich auf einen oder eine Kombination von mechanischen und elektrischen Aktoren, Sensoren, Steuerungen, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), kombinatorischen Logikschaltungen, Software, Firmware und/oder anderen Komponenten beziehen, die so angeordnet sind, dass sie die beschriebene Funktionalität bieten.
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2 zeigt schematisch einen Drehmomentwandler-Steuerungsprozess 200 zur Steuerung des Betriebs einer Ausführungsform des in 1 beschriebenen Antriebssystems 100, einschließlich der rotierenden elektrischen Maschine 10, des Drehmomentwandlers 50 und des Antriebsstrangs 60. Der Prozess 200 ist als eine Sammlung von Blöcken in einem logischen Flussdiagramm dargestellt, das eine Abfolge von Operationen darstellt, die in Hardware, Software oder einer Kombination davon implementiert werden können. Im Zusammenhang mit Software stellen die Blöcke Computeranweisungen dar, die bei Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren die genannten Vorgänge ausführen.
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Während des Fahrzeugbetriebs wird das Fahrzeug überwacht (S210). Zu den überwachten Parametern können die Aufforderung des Fahrers zum Beschleunigen oder Abbremsen sowie andere Parameter in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit usw. gehören.
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Wenn die überwachten Parameter eine Anforderung oder einen Bedarf für eine Drehmomenterhöhung anzeigen, wie z. B. eine Anforderung für eine Fahrzeugbeschleunigung, eine Anforderung für einen Getriebeschaltvorgang, eine Anforderung für eine Fahrzeugbremsung und damit verbundenes regeneratives Bremsen zum Laden der Batterie, ein Startmanöver usw. (S212) wird die Drehmomentwandlerkupplung 52 in einen offenen oder deaktivierten Zustand befohlen, um eine fluidische Drehmomentkupplung in einem Schlupfzustand zwischen der Pumpe 56 und der Turbine 58 des Drehmomentwandlers 50 zu ermöglichen (S214). Der Betrieb des Fahrzeugs wird überwacht, und wenn die Notwendigkeit der Drehmomenterhöhung abgeschlossen ist (S216), wird die rotierende elektrische Maschine 10 so gesteuert, dass die Drehzahlen synchronisiert werden, um die Aktivierung der Drehmomentwandlerkupplung 52 zu ermöglichen und somit eine mechanische Kupplung zu erreichen.
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Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sind unterstützend und beschreibend für die vorliegende Lehre, aber der Umfang der vorliegenden Lehre wird ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehre im Detail beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehre in den beigefügten Ansprüchen definiert.
