DE112014001387T5

DE112014001387T5 - Generator-/Motorstart-Anordnung mit einem System zur Getriebeuntersetzung

Info

Publication number: DE112014001387T5
Application number: DE112014001387.0T
Authority: DE
Inventors: Alexander Creviston
Original assignee: Remy Technologies LLC
Current assignee: Remy Technologies LLC
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2034-03-15
Also published as: US9371810B2; DE112014001387B4; US20140265331A1; KR20150130302A; WO2014144320A1

Abstract

Eine Generator-/Motorstart-Anordnung für einen internen Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle und einer Antriebseinheit, welche operativ mit der Kurbelwelle verbunden ist. Die Generator-/Motorstart-Anordnung weist eine elektrische Maschine, eine Übertragungsanordnung und einen Controller auf. Die elektrische Maschine weist einen Stator und einen Rotor auf, der dazu ausgebildet ist, relativ zu dem Stator zu rotieren. Die Übertragungsanordnung weist eine erste Antriebswelle, welche operativ mit dem Rotor verbunden ist, eine zweite Antriebswelle, welche operativ mit der Antriebseinheit verbunden ist, und eine Getriebeanordnung auf, welche operativ mit der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle verbunden ist. Der Controller ist mit der elektrischen Maschine verbunden und ist dazu ausgebildet, die elektrische Maschine als Generator zu betreiben, wenn die Getriebeanordnung in einer ersten Getriebekonfiguration betrieben wird und die elektrische Maschine als Motor zu betreiben, wenn die Getriebeanordnung in einer zweiten Getriebeanordnung betrieben wird.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Generator-/Motorstart-Anordnungen, insbesondere einer Generator-/Motorstart-Anordnung, welche in einer ersten Getriebekonfiguration und in einer zweiten Getriebekonfiguration betrieben werden kann.
Hintergrund
Fahrzeuge, welche von einem internen Verbrennungsmotor angetrieben werden, weisen typischerweise eine Motorstart-Anordnung und eine Generator-Anordnung auf. Die Motorstart-Anordnung wird dazu verwendet, den Motor zu starten, wenn der Betrieb des Motors gewünscht ist. Der Anlasser ist typischerweise mit einer Unterseite des Motors verbunden. Die Motorstart-Anordnung weist einen Elektromotor und einen Antriebsmechanismus auf. Der Elektromotor wird durch eine Batterie mit Energie versorgt, nachdem ein Zündschalter geschlossen wurde. Der Antriebsmechanismus greift verzahnend in ein Schwungrad des Motors ein, um das Drehmoment des Elektromotors auf eine Kurbelwelle des Motors zu übertragen. Eine Rotation der Kurbelwelle bewirkt den Start des Motors, wobei der Elektromotor an diesem Punkt abgeschaltet wird und der Antriebsmechanismus aus dem Schwungrad ausgekoppelt wird.
Die Generator-Anordnung, verbunden mit einem typischen internen Verbrennungsmotor, ist eine von der Motorstart-Anordnung separate Anordnung und wird dazu verwendet Strom zum Laden der oben genannten Batterie zu erzeugen und um Fahrzeugfunktionen, wie beispielsweise die Beleuchtung, mit Energie zu versorgen. Die Generator-Anordnung ist typischerweise mit einer Halteklammer oder ähnlichem an der Vorderseite des Motors angebracht. Die Generator-Anordnung weist eine elektrische Maschine auf, welche als Generator ausgebildet ist und einen Rotor und einen Stator aufweist. Der Rotor ist mit der Kurbelwelle des Motors mittels eines Riemensystems, welches Riemenscheiben und wenigstens einen Endlosriemen aufweist, verbunden. Während des Betriebs des Motors dreht sich der Riemen, was in einer Rotation des Rotors resultiert. Eine Rotation des Rotors relativ zu dem Stator erzeugt Elektrizität.
Anstatt getrennter Motorstart- und Generator-Anordnungen, weisen einige Fahrzeuge eine riemengetriebene Maschine (engl.: belt alternator-starter assembly, BAS) auf, welche eine einzelne Einheit darstellt, welche die Funktionalitäten einer Motorstart-Anordnung und einer Generator-Anordnung kombiniert. Die BAS ist typischerweise an der Vorderseite des Motors in der typischen Position eines Generators angeordnet. Die BAS ist mittels eines Riemenantriebs mit der Kurbelwelle des Motors verbunden, welcher Riemenscheiben und wenigstens einen Endlosriemen aufweist. Die BAS weist eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor auf. Die elektrische Maschine kann wahlweise als ein Elektromotor oder ein Generator betrieben werden.
Um den Motor zu starten, wird die BAS als ein Elektromotor betrieben und ist mit der Batterie verbunden, was den Rotor dazu veranlasst, ein Drehmoment zu erzeugen. Der Riemenantrieb überträgt das Drehmoment, welches durch die BAS erzeugt wird, auf die Kurbelwelle des Motors, um die Kurbelwelle zu rotieren und den Motor zu starten.
Nachdem der Motor gestartet wurde, wird die BAS als Generator/Lichtmaschine betrieben. Wenn der Riemenantrieb als Generator ausgebildet ist, überträgt er das durch die Kurbelwelle des Motors erzeugte Drehmoment auf den Rotor, was den Rotor dazu veranlasst, sich relativ zu dem Stator zu drehen und Strom zu erzeugen. Der erzeugte Strom wird dazu verwendet, die Batterie zu laden und Fahrzeugfunktionen, wie beispielsweise die Beleuchtung, mit Energie zu versorgen.
Wenn der Motor mittels der BAS gestartet wird, ist die elektrische Maschine einer Last mit einem hohen Drehmoment/niedriger Winkelgeschwindigkeit ausgesetzt. Wenn die BAS jedoch als Generator betrieben wird, ist die elektrische Maschine einer Last mit einem niedrigen Drehmoment/einer hohen Winkelgeschwindigkeit ausgesetzt. Damit die BAS in beiden Situationen effektiv arbeitet, wird die elektrische Maschine typischerweise größer und stärker als die elektrische Maschine einer typischen Lichtmaschine ausgelegt, da die elektrische Maschine einer typischen Lichtmaschine nicht stark genug wäre, wenn sie als Elektromotor betrieben wird. Eine größere und stärkere elektrische Maschine resultiert typischerweise in einer BAS, welche teurer herzustellen ist als eine typische Lichtmaschinenanordnung. Es ist daher wünschenswert, die Herstellungskosten der BAS zu reduzieren.
Überblick
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, ist eine Generator-/Motorstart-Anordnung mit einem internen Verbrennungsmotor verbunden, welcher eine Kurbelwelle und eine Antriebseinheit aufweist, welche operativ mit der Kurbelwelle verbunden ist. Die Generator-/Motorstart-Anordnung weist eine elektrische Maschine, eine Getriebeanordnung und einen Controller auf. Die elektrische Maschine weist einen Stator und einen Rotor auf. Der Rotor ist dazu ausgebildet, relativ zu dem Stator zu rotieren. Die Getriebeanordnung weist (i) eine erste Antriebswelle, welche operativ mit dem Rotor verbunden ist, (ii) eine zweite Antriebswelle, welche operativ mit dem Antriebselement verbunden ist, und (iii) eine Getriebeanordnung auf, welche operativ mit der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle verbunden ist. Die Getriebeanordnung ist in einer ersten Getriebekonfiguration und einer zweiten Getriebekonfiguration konfigurierbar. Der Controller ist operativ mit der elektrischen Maschine verbunden und ist dazu ausgebildet, die elektrische Maschine als Generator zu betreiben, wenn die Getriebeanordnung in der ersten Getriebekonfiguration betrieben wird, und die elektrische Maschine als einen Motor zu betreiben, wenn die Getriebeanordnung in der zweiten Getriebekonfiguration betrieben wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, ist eine Generator-/Motorstart-Anordnung mit einem internen Verbrennungsmotor verbunden, wobei der Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle und eine Motorantriebseinheit, die operativ mit der Kurbelwelle verbunden ist, aufweist. Die Generator-/Motorstart-Anordnung weist eine elektrische Maschine, eine Planetengetriebeanordnung, eine Zentralwelle, ein erstes Differential, ein zweites Differential und eine Kupplungsanordnung auf. Die Planetengetriebeanordnung weist einen Zahnkranz, eine Vielzahl an Planetenrädern und ein zentrales Ritzel auf, welches eine Öffnung definiert. Die Zentralwelle erstreckt sich durch die Öffnung. Die erste Differentialanordnung ist operativ mit dem zentralen Ritzel, der Zentralwelle und der elektrischen Maschine verbunden. Die zweite Differentialanordnung ist operativ mit der Vielzahl an Planetenrädern, der Zentralwelle und der Maschinenantriebseinheit verbunden. Die Kupplungsanordnung ist operativ mit dem zentralen Ritzel und der zweiten Differentialanordnung verbunden. Die Kupplungsanordnung ist dazu ausgebildet, in einem Motorstart-Modus und einem Generator-Modus betrieben zu werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, weist ein Verfahren zum Betreiben einer Motorstart-/Generator-Anordnung, welche mit einem internen Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle und einer Maschinenantriebseinheit die mit der Kurbelwelle operativ verbunden ist, das Konfigurieren einer Übertragungsanordnung der Motorstart-/Generator-Anordnung in einer ersten Getriebekonfiguration und das Rotieren der Motorantriebseinheit mit einer elektrischen Maschine der Motorstart-/Generator-Anordnung auf. Das Verfahren weist weiterhin das Konfigurieren der Übertragungsanordnung in einer zweiten Getriebekonfiguration und das Rotieren eines Rotors der elektrischen Maschine mit der Motorantriebseinheit auf. Die Übertragungsanordnung ist zwischen der elektrischen Maschine und der Motorantriebseinheit angeordnet.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die oben beschriebenen Merkmale und Vorteile sowie auch weitere Merkmale und Vorteile sollten einem Fachmann auf dem Gebiet bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung und der zugehörigen Figuren leichter verständlich sein, wobei:
1 in einem Blockdiagramm eine Motorstart-/Generator-Anordnung wie hierin beschrieben darstellt, welche mit einem internen Verbrennungsmotor verbunden ist;
2 in einem Blockdiagramm Bestandteile der Motorstart-/Generator-Anordnung aus 1 darstellt;
3 einen Querschnitt der Motorstart-/Generator-Anordnung aus 1 darstellt, mit einer Kupplungsanordnung der dargestellten Motorstart-/Generator-Anordnung, welche in einem Motorstart-Modus konfiguriert ist;
4 einen Querschnitt der Motorstart-/Generator-Anordnung aus 1 darstellt, wobei die Kupplungsanordnung der gezeigten Motorstart-/Generator-Anordnung in einem Generator-Modus konfiguriert ist; und
5 in einem Ablaufdiagramm ein Verfahren zum Betreiben der Motorstart-/Generator-Anordnung aus 1 darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Zu dem Zweck ein besseres Verständnis der Grundsätze der Offenbarung zu fördern, wird nun auf die in den Figuren dargestellten und in der folgenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen Bezug genommen. Es wird verstanden, dass hierdurch keine Einschränkung des Umfangs der Offenbarung beabsichtigt ist. Es wird weiterhin verstanden, dass die vorliegende Offenbarung jegliche Abänderungen und Modifikationen der dargestellten Ausführungsformen einschließt, sowie auch weitere Verwendungszwecke der Prinzipien der Offenbarung, wie es einem Fachmann auf dem Gebiet der Offenbarung normalerweise in den Sinn kommt.
Wie in 1 dargestellt, ist eine Motorstart-/Generator-Anordnung, auch als riemengetriebene Maschine (engl.: belt alternator starter, BAS) 100 bezeichnet, mit einem internen Verbrennungsmotor 104 verbunden. Der interne Verbrennungsmotor 104 weist eine Kurbelwelle 108 und eine Riemenscheibe 112 auf. Die Riemenscheibe 112 ist mit der Kurbelwelle 108 verbunden, um mit der Kurbelwelle zu rotieren. Die hierin verwendeten Begriffe "verbunden", "operativ verbunden", "gekoppelt", "operativ gekoppelt" und dergleichen umfassen sowohl eine direkte, als auch eine indirekte Verbindung zwischen zwei oder mehr Elementen. Dementsprechend kann die Riemenscheibe 112 einen direkten Kontakt mit der Kurbelwelle 108 aufweisen, oder ein oder mehrere Zwischenglieder können zwischen die Riemenscheibe und die Kurbelwelle geschaltet sein. In jedem Fall ist die Riemenscheibe 112 mit der Kurbelwelle 108 verbunden. Die Riemenscheibe 112 wird als Antriebseinheit des Motors 104 bezeichnet, da ein Betrieb des Motors in einer Rotation der Kurbelwelle 108 und der Riemenscheibe resultiert. Der Motor 104 kann jeglicher, einem Fachmann bekannter Motor sein, einschließlich des Motors eines Hybridfahrzeugs.
Wie in 2 dargestellt, weist die BAS 100 ein Gehäuse 116, eine elektrische Maschine 120, eine Übertragungsanordnung 124 und eine Antriebswelle 126 auf. Das Gehäuse 116 ist typischerweise mit dem Motor 104 durch eine Klammer 132 (1) oder ein anderes Befestigungselement verbunden. Die elektrische Maschine 120, die Übertragungsanordnung 124 und die Antriebswelle 126 sind zumindest teilweise in dem Gehäuse 116 angeordnet. Das Gehäuse 116 kann zumindest teilweise mit einem Schmiermittel zum Schmieren der Übertragungsanordnung 124 gefüllt sein. Das Schmiermittel kann ein Öl sein, welches dazu verwendet wird den Motor 104 zu schmieren. Das Gehäuse 116 kann aus Aluminium, Eisen, Stahl oder Ähnlichem hergestellt sein.
Wie in 3 dargestellt, weist die elektrische Maschine 120 einen Stator 136 und einen Rotor 140 auf. Der Stator 136 ist starr mit dem Gehäuse 116 verbunden und wird daran gehindert, relativ zu dem Gehäuse zu rotieren. Der Rotor 140 ist an dem Gehäuse 116 für eine Rotation relativ zu dem Stator 136 befestigt. Insbesondere erstreckt sich eine Achse 144 durch den Rotor 140 und definiert eine Rotationsachse 148 des Rotors. Die Achse 144, welche hierin auch als Antriebswelle bezeichnet werden kann, ist mittels eines Lagers 152 drehbar mit einem Ende des Gehäuses 116 verbunden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2, weist die Übertragungsanordnung 124 eine linke Differentialanordnung 156, eine Planetengetriebeanordnung 160, eine Kupplungsanordnung 170 und eine rechte Differentialanordnung 164 auf. Wie in 3 dargestellt, weist die linke Differentialanordnung 156 eine linke Differentialgetriebeeinheit 172, eine rechte Differentialgetriebeeinheit 176 und eine Ausgleichskegelradanordnung (engl.: spider assembly) 180 auf. Die linke Differentialgetriebeeinheit 172 ist starr mit der Achse 144 des Rotors 140 für eine Rotation mit dem Rotor verbunden. In der offenbarten Ausführungsform, ist die linke Differentialanordnung 156 ein Kegelraddifferential, und dementsprechend ist die linke Differentialgetriebeeinheit 172 als Kegelrad dargestellt. Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch feststellen, dass die linke Differentialanordnung 156 als eine unterschiedliche Art von Differential bereitgestellt werden kann und die linke Differentialgetriebeeinheit 172 dementsprechend in anderen Ausführungsformen ein unterschiedlicher Typ von Getriebe sein kann. Die rechte Differentialgetriebeeinheit 176 ist im Wesentlichen identisch zu der linken Differentialgetriebeeinheit 172 und ist mit einer Zentralwelle 168 für eine Rotation mit der Zentralwelle verbunden.
Die Ausgleichskegelradanordnung 180 weist einen Träger 184, eine obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 188 und eine untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 192 auf. Der Träger 184 ist mit der Planetengetriebeanordnung 160 verbunden, so dass der Träger um die Rotationsachse 148 drehbar ist. Die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 188 und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 192 sind drehbar mit dem Träger 184 verbunden, und sind dazu ausgebildet, um eine Rotationsachse zu rotieren, welche senkrecht zu der Rotationsachse 148 liegt. Die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 188 greift verzahnend in die linke Differentialgetriebeeinheit 172 und in die rechte Differentialgetriebeeinheit 176 ein, und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 192 greift verzahnend in die linke Differentialgetriebeeinheit 172 und in die rechte Differentialgetriebeeinheit 176 ein. Dementsprechend sind die linke Differentialgetriebeeinheit 172 und die rechte Differentialgetriebeeinheit 176 operativ mit der Ausgleichskegelradanordnung 180 verbunden, so dass eine Rotation der linken Differentialgetriebeeinheit 172 in einer Rotation der oberen Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 188 und der unteren Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 192 resultiert. Die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 188 und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 192 sind im Wesentlichen identisch zu der linken Differentialgetriebeeinheit 172 und der rechten Differentialgetriebeeinheit 176. Dementsprechend wird die linke Differentialanordnung 156 einem Fachmann auf in dem Gebiet bekannte Weise betrieben
Weiterhin Bezug nehmend auf 3, weist die Planetengetriebeanordnung 160 ein zentrales Ritzel 196, Planetenräder 200 und einen Zahnkranz 204 auf, wie von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt werden wird. Das zentrale Ritzel 196 ist mit dem Träger 184 verbunden und definiert eine Öffnung 208. Die Planetengetriebeanordnung 160 weist drei der Planetenräder 200 auf, obwohl nur zwei der Planetenräder dargestellt sind. Die Planetenräder 200 greifen verzahnend in das zentrale Ritzel 196 ein. Der Zahnkranz 204 ist starr mit dem Gehäuse 116 verbunden. Der Zahnkranz 204 greift verzahnend in die Planetenräder 200 ein.
Wie in 3 dargestellt, ist die rechte Differentialanordnung 164 im Wesentlichen identisch zu der linken Differentialanordnung 156 und weist eine linke Differentialgetriebeeinheit 212, eine rechte Differentialgetriebeeinheit 216 und eine Ausgleichskegelradanordnung 220 auf. Die linke Differentialgetriebeeinheit 212 ist starr mit der Zentralwelle verbunden, für eine Rotation mit der Zentralwelle. In der offenbarten Ausführungsform ist die rechte Differentialanordnung 164 ein Kegelraddifferential, und dementsprechend ist die linke Differentialgetriebeeinheit 212 als Kegelrad dargestellt. Es wird jedoch von Fachleuten auf dem Gebiet festgestellt werden, dass die rechte Differentialanordnung 164 auch als eine andere Art von Differential bereitgestellt werden kann, und dass dementsprechend die linke Differentialgetriebeeinheit 212 in anderen Ausführungsformen eine unterschiedliche Art von Getriebe sein kann. Die rechte Differentialgetriebeeinheit 216 ist im Wesentlichen identisch zu der linken Differentialgetriebeeinheit 212 und ist starr mit der Antriebswelle 126 verbunden, welche drehbar mittels eines Lagers 232 mit einem Ende des Gehäuses 116 verbunden ist.
Die Ausgleichskegelradanordnung 220 weist einen Träger 236, eine obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 240 und eine untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 244 auf. Der Träger 236 ist mit den Planetenrädern 200 verbunden, so dass sich der Träger um die Rotationsachse 148 dreht wenn sich die Planetenräder um die Rotationsachse drehen. Die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 240 und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 244 sind drehbar mit dem Träger 236 verbunden und sind dazu ausgebildet, um eine Rotationsachse zu rotieren, welche senkrecht zu der Rotationsachse 148 angeordnet ist. Die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 240 greift verzahnend in die linke Differentialgetriebeeinheit 212 und die rechte Differentialgetriebeeinheit 215 ein, so dass die linke Differentialgetriebeeinheit 212 und die rechte Differentialgetriebeeinheit 216 operativ mit der Ausgleichskegelradanordnung 220 verbunden sind, so dass eine Rotation der oberen Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 240 und der unteren Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 244 in einer Rotation der linken Differentialgetriebeeinheit 212 und der rechten Differentialgetriebeeinheit 216 resultiert. Auf ähnliche Weise greift die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 244 verzahnend in die linke Differentialgetriebeeinheit 212 und die rechte Differentialgetriebeeinheit 216 ein. Die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 240 und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 244 sind im Wesentlichen identisch zu der linken Differentialgetriebeeinheit 212 und der rechten Differentialgetriebeeinheit 216.
Dementsprechend wird die rechte Differentialanordnung 164 derart betrieben, wie es Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist.
Die Übertragungsanordnung 124 weist weiterhin die Zentralwelle 168 auf, welche sich durch die Öffnung 208 erstreckt, welche durch das zentrale Ritzel 196 definiert wird. Die Zentralwelle 168 ist drehbar durch ein Lager 248 und ein Lager 252 gelagert. Das Lager 248 und das Lager 252 sind in der Öffnung 208 des zentralen Ritzels 196 angeordnet. Dementsprechend ist die Zentralwelle 168 relativ zu dem zentralen Ritzel 196 drehbar angeordnet. Die Zentralwelle 168 rotiert um die Rotationsachse 148.
Die Kupplungsanordnung 170 weist eine Generatoreinheit 256, eine Motorstarteinheit 260, eine bewegliche Einheit 264 und einen Controller 128 auf. Die Generatoreinheit 256 ist eine im Wesentlichen runde Scheibe, welche mit dem zentralen Ritzel 196 starr verbunden ist. Die Generatoreinheit 256 definiert eine Öffnung 268, durch welche sich die Zentralwelle 168 erstreckt. Die Generatoreinheit 256 besteht aus einem Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten, welches geeignet ist in die bewegliche Einheit 264 einzugreifen.
Die Motorstarteinheit 260 ist eine im Wesentlichen runde Scheibe, welche mit der linken Differentialgetriebeeinheit 212 und der Zentralwelle 168 starr verbunden ist. Die Motorstarteinheit 260 definiert eine Öffnung 270, durch welche sich die Zentralwelle 168 erstreckt. Die Motorstarteinheit 260 besteht aus dem selben oder einem ähnlichen Material wie die Generatoreinheit 256.
Die bewegliche Einheit 264 ist eine im Wesentlichen runde Scheibe, welche zwischen der Generatoreinheit 256 und der Motorstarteinheit 260 angeordnet ist. Die bewegliche Einheit 264 definiert eine Öffnung 276, durch welche sich die Zentralwelle 168 erstreckt. Die bewegliche Einheit 264 besteht aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material, wie die Generatoreinheit 256.
Die bewegliche Einheit 264 ist gegenüber der Generatoreinheit 256 und der Motorstarteinheit 260 selektiv positionierbar. Insbesondere kann die bewegliche Einheit 264 in einer zu der Rotationsachse 148 im Wesentlichen parallelen Richtung zwischen zwei gegenüberliegenden Positionen bewegt werden. In einer ersten Position ist die bewegliche Einheit an der Generatoreinheit 256 angeordnet und greift in diese ein. In einer zweiten Position ist die bewegliche Einheit an der Motorstarteinheit 260 angeordnet und greift in diese ein. Wenn die bewegliche Einheit 264 an der Generatoreinheit 256 angeordnet ist (wie in 4 dargestellt), wird die Generatoreinheit daran gehindert, relativ zu der beweglichen Einheit zu rotieren und die BAS 100 wird in einem Generatormodus getrieben. Wenn die bewegliche Einheit 256 an der Motorstarteinheit 260 angeordnet ist (wie in 3 dargestellt), wird die Motorstarteinheit daran gehindert, relativ zu der beweglichen Einheit zu rotieren und die BAS 100 wird in einem Motorstartmodus betrieben, wie im Weiteren in größerem Detail beschrieben wird.
Die Kupplungsanordnung 170 weist weiterhin eine Positionieranordnung 280 auf, die dazu ausgebildet ist, die bewegliche Einheit 264 in die Generatorposition und die Motorstartposition zu bewegen, in einer Art, welche Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist. Beispielsweise kann die Positionieranordnung 280 die bewegliche Einheit 264 mit Federn oder einer anderen Vorrichtung (nicht dargestellt), welche dazu geeignet ist, die Position der beweglichen Einheit beizubehalten positionieren.
Der Controller 128 ist elektrisch mit der Positionieranordnung 280 und der elektrischen Maschine 120 verbunden. Der Controller 128 sendet ein elektrisches Signal, auch als Motorstartsignal bezeichnet, an die Positionieranordnung 280, um die bewegliche Einheit 264 aus der Motorstartposition (3) in die Generatorposition (4) zu bewegen. Der Controller 128 hört auf das elektrische Signal auszusenden, um zu bewirken, dass die bewegliche Einheit 264 in die Generatorposition zurückkehrt. Alternativ kann der Controller 128 ein Generatorsignal an die Positionieranordnung 280 aussenden, um zu bewirken, dass die bewegliche Einheit 264 in die Generatorposition zurückkehrt. Wenn die Kupplungsanordnung 170 in dem Generatormodus betrieben wird (4), ist der Controller 128 dazu ausgebildet, die elektrische Maschine als eine Lichtmaschine/einen Generator zu betreiben. Wenn die Kupplungsanordnung 170 in dem Motorstartmodus betrieben wird (3), ist der Controller 128 dazu ausgebildet, die elektrische Maschine 120 als einen Motor zu betreiben.
Wie in 5 dargestellt, kann die BAS 100 als Startermotor und als Generator betrieben werden. Beginnend mit Block 500 und Block 504, bestimmt der Controller 128, ob die BAS 100 in dem Motorstartmodus betrieben werden soll. Wie in Block 508 dargestellt, wird, wenn die BAS 100 in dem Motorstartmodus betrieben werden soll, die Übertragungsanordnung 124 in einer ersten Getriebekonfiguration betrieben, indem die Kupplungsanordnung 170 in dem Motorstartmodus betrieben wird, wie in 3 dargestellt. Die Kupplungsanordnung 170 wird in dem Motorstartmodus betrieben, wenn der Controller 128 ein elektrisches Signal an die Kupplungsanordnung sendet, welche die bewegliche Einheit 264 dazu veranlasst sich zu bewegen und an der Motorstarteinheit 260 angeordnet zu werden. Das Anordnen der beweglichen Einheit 264 an der Motorstarteinheit 260 bewirkt, dass die bewegliche Einheit in die Motorstarteinheit eingreift und dass eine Rotation der Motorstarteinheit, der Zentralwelle 168, der rechten Differentialgetriebeeinheit 176 und der linken Differentialgetriebeeinheit 212 verhindert wird. In dem Motorstartmodus gibt die Kupplungsanordnung 170 eine Rotation des zentralen Ritzels 196, der Planetenräder 200, der Ausgleichskegelradanordnung 180 und der Ausgleichskegelradanordnung 220 frei.
Als nächstes, wie in Block 512 dargestellt, betreibt der Controller 128 die elektrische Maschine 120 als einen Motor. Wenn die elektrische Maschine 120 als Motor betrieben wird, erzeugt der Rotor 140 ein Drehmoment auf die Achse 144, welches eine Rotation der Achse 144 und des Rotors relativ zu dem Stator 136 bewirkt. Die Rotation des Rotors 140 bewirkt eine Rotation der Achse 144 und der linken Differentialgetriebeeinheit 172.
Die Rotation der linken Differentialgetriebeeinheit 172 bewirkt eine Rotation der Ausgleichskegelradanordnung 180. Insbesondere die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 188 und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 192 rotieren relativ zu dem Träger 184 um eine Rotationsachse, welche senkrecht zu der Rotationsachse 148 angeordnet ist. Weiterhin rotiert der Träger 184 um die Rotationsachse 148. Als ein Resultat der Rotation des Trägers 184, drehen sich auch die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 188 und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 192 um die Rotationsachse 148. Die rechte Differentialeinheit 176 wird durch die Kupplungsanordnung 170 am Rotieren gehindert.
Die Rotation des Trägers 184 bewirkt eine Rotation des zentralen Ritzels 196 und der Generatoreinheit 256 um die Rotationsachse 148. Eine Rotation des zentralen Ritzels 196 bewirkt eine Rotation der Planetenräder 200 und eine Drehung um die Rotationsachse 148. Der Zahnkranz 204 rotiert nicht, da er starr mit dem Gehäuse 116 verbunden ist.
Eine Drehung der Planetenräder 200 wird auf die rechte Differentialanordnung 164 übertragen. Insbesondere bewirkt die Drehung der Planetenräder 200 eine Rotation des Trägers 236 um die Rotationsachse 148. Wenn der Träger 236 rotiert, bewirkt dies eine Rotation der oberen Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 240 und der unteren Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 244 relativ zu dem Träger um eine Rotationsachse, welche senkrecht zu der Rotationsachse 148 ist. Als Folge der Rotation des Trägers 236, drehen sich auch die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 240 und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 244 um die Rotationsachse 148. Die Planetengetriebeanordnung 160 ist operativ mit der Achse 144 und der Achse 126 verbunden, so dass die Bewegung der oberen Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 240 und der unteren Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 244 eine Rotation der rechten Differentialgetriebeeinheit 216 und der Achse 126 um die Rotationsachse 148 bewirkt. In dem Motorstartmodus verhindert die Kupplungsanordnung 170 die linke Differentialgetriebeeinheit 212. Ebenfalls in dem Motorstartmodus überträgt die Übertragungsanordnung 124 ein von der elektrischen Maschine 120 erzeugtes Drehmoment von der Achse 144 und der Differentialanordnung 156 auf die Achse 126 und die Differentialanordnung 164, wodurch eine Rotation der Antriebseinheit 112 hervorgerufen wird.
Erneut Bezug nehmend auf die 2 und 3, ist eine Riemenscheibe 284 starr mit der Achse 126 verbunden, um mit der Achse zu rotieren. Ein Riemen 288 ist operativ mit der Riemenscheibe 284 und der Antriebseinheit 112 verbunden, so dass eine Rotation der Riemenscheibe eine Rotation der Antriebseinheit bewirkt, und die Rotation der Antriebseinheit eine Rotation der Riemenscheibe bewirkt. Eine Rotation der Antriebseinheit 112 bewirkt eine Rotation der Kurbelwelle 108, wodurch der Motor 104 gestartet wird.
In dem Motorstartmodus rotieren die Achse 126 und die Riemenscheibe 284 mit einer geringeren Winkelgeschwindigkeit als der Rotor 140. Dementsprechend bewirkt eine Rotation des Rotors 140 weniger als eine Rotation der Riemenscheibe 284, wenn sich die BAS 100 in dem Motorstartmodus befindet. Die Riemenscheibe 284 rotiert jedoch mit einem höheren Drehmoment als der Rotor 140, resultierend aus den mechanischen Vorteilen, welche durch die Planetengetriebeanordnung 160 hervorgerufen werden. Dadurch kann die elektrische Maschine 120 kleiner (und weniger teuer) sein und die BAS 100 kann trotzdem genug Drehmoment generieren, um den Motor 104 zu starten. Weiterhin rotiert die Riemenscheibe 284 in der gleichen Richtung wie der Rotor, da die Rotation des Rotors 140 mittels zweier Differentialanordnungen 156, 164 übertragen wird. Wenn beispielsweise der Rotor 140 und die linke Differentialgetriebeeinheit 188 in einer Antriebsrichtung rotieren, rotieren auch die Riemenscheibe 284 und die rechte Differentialgetriebeeinheit 260 in der Antriebsrichtung.
Wie in Block 504 in 5 dargestellt, wird in Block 516 durch den Controller 128 bestimmt, ob die BAS in dem Generatormodus betrieben werden soll, wenn die BAS 100 nicht in dem Motorstartmodus betrieben werden soll. In Block 520 betreibt der Controller 128 die Übertragungsanordnung 124 in einer zweiten Getriebekonfiguration indem die Kupplungsanordnung 170 in dem Generatormodus betrieben wird, wenn die BAS 100 in dem Generatormodus betrieben werden soll. Die Kupplungsanordnung 170 wird in dem Generatormodus betrieben, wenn der Controller 128 ein elektrisches Signal an die Kupplungsanordnung sendet, welches die bewegliche Einheit 264 dazu veranlasst, sich zu bewegen und an der Generatoreinheit 256 angeordnet zu werden, wie in 4 dargestellt. Alternativ wird die Kupplungsanordnung 170 in dem Generatormodus betrieben, wenn der Controller 128 aufhört das Motorstartsignal an die Kupplungsanordnung zu senden. Das Positionieren der beweglichen Einheit 264 an der Generatoreinheit 256 bewirkt, dass die bewegliche Einheit in die Generatoreinheit eingreift, und dass eine Rotation der Generatoreinheit, des zentralen Ritzels 196, der Planetenräder 200, des Trägers 184 und des Trägers 236 verhindert wird. In dem Generatormodus gibt die Kupplungsanordnung 170 eine Rotation der Zentralwelle 168 frei.
Als nächstes betreibt, wie in Block 524 dargestellt, der Controller 128 die elektrische Maschine 120 als einen Generator. Wenn die elektrische Maschine 120 als Generator betrieben wird, werden die Riemenscheibe und die Achse durch die Antriebseinheit 112 des Motors 104 rotiert. Die Rotation der Achse 126 bewirkt eine Rotation der rechten Differentialgetriebeeinheit 216.
Wenn die rechte Differentialeinheit 216 rotiert, bewirkt dies eine Rotation des oberen Ausgleichskegelradgetriebes 240 und des unteren Ausgleichskegelradgetriebes 244 relativ zu dem Träger 220. Die Rotation der rechten Differentialgetriebeeinheit 216 bewirkt jedoch keine Rotation des Trägers 236 um die Rotationsachse 148, da der Träger durch die Kupplungsanordnung 170 am Rotieren gehindert wird. Wenn die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 240 und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 244 rotieren, bewirkt dies eine Rotation der linken Differentialgetriebeeinheit 212, der Zentralwelle 168 und der rechten Differentialgetriebeeinheit 176 um die Rotationsachse 148.
Eine Rotation der rechten Differentialgetriebeeinheit 176 bewirkt eine Rotation der oberen Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 188 und der unteren Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 192 relativ zu dem Träger 184. Die Rotation der rechten Differentialgetriebeeinheit 176 bewirkt jedoch keine Rotation des Trägers 184, um die Rotationsachse 148, da der Träger mit dem zentralen Ritzel 196 verbunden ist, welches durch die Kupplungsanordnung 170 am Rotieren gehindert wird. Wenn die obere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 188 und die untere Ausgleichskegelradgetriebeeinheit 192 rotieren, bewirkt dies eine Rotation der linken Differentialgetriebeeinheit 172, der Achse 144 und des Rotors 140 um die Rotationsachse 148. In dem Generatormodus überträgt die Übertragungsanordnung 124 daher ein Drehmoment von der Achse 126 und der rechten Differentialanordnung 164 auf die Achse 144 und die linke Differentialanordnung 156, um eine Rotation des Rotors 140 hervorzurufen.
Eine Rotation des Rotors 140 relativ zu dem Stator 136 bewirkt, dass die elektrische Maschine 120 Energie erzeugt wenn diese als Generator betrieben wird. Die durch die BAS 100 erzeugte Energie kann dazu verwendet werden, elektrisches Zubehör des Motors 104 mit Energie zu versorgen, eine Batterie (nicht dargestellt) zu laden und/oder elektrisches Zubehör eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) mit Energie zu versorgen, welches mit dem Motor verbunden sind.
In dem Generatormodus rotieren der Rotor 140 und die Riemenscheibe 284 mit der selben Winkelgeschwindigkeit. Eine Rotation des Rotors 140 resultiert daher in einer Rotation der Riemenscheibe 284 wenn die BAS 100 sich in dem Generatormodus befindet. Weiterhin rotiert die Riemenscheibe 284 mit dem selben Drehmoment wie der Rotor 140, da in dieser Getriebekonfiguration die Planetengetriebeanordnung 160 daran gehindert wird mechanische Vorteile bereitzustellen. Da das auf die Riemenscheibe 184 übertragene Drehmoment über zwei Differentialanordnungen 156, 164 übertragen wird, rotiert die Riemenscheibe 284 in der gleichen Richtung wie der Rotor 140. Wenn beispielsweise die Riemenscheibe 284 in einer Antriebsrichtung rotiert, rotiert der Rotor 140 in der selben Richtung.
In einer anderen Ausführungsform ist die BAS 100 als Traktionsmotor für ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ausgebildet. Wenn die BAS 100 ein Traktionsmotor ist, stellt es die Antriebskraft bereit, welche ein Fahrzeug bewegt. Beispielsweise kann eine Anordnung aus einem Rad und einem Reifen (nicht dargestellt) mit der Achse 126 verbunden sein und die BAS 100 überträgt in dem Motorstartmodus ein Drehmoment auf die Anordnung aus einem Rad und einem Reifen, welches die Anordnung aus einem Rad und einem Reifen rotiert, um das Fahrzeug zu treiben. Wenn die BAS 100 in dem Generatormodus betrieben wird, kann sie das Fahrzeug abbremsen und eine Batterie laden mittels eines Verfahrens, welches im Allgemeinen als generatorische Bremsung bezeichnet wird.
Während die Offenbarung im Detail in den Figuren und der oben stehenden Beschreibung illustriert und beschrieben wurde, sollte dies als veranschaulichend und nicht als einschränkend angesehen werden. Es wird verstanden, dass nur bevorzugte Ausführungsformen dargestellt wurden und dass alle Änderungen, Modifikationen und weitere Anwendungen, welche unter den Geist der Offenbarung fallen, auch geschützt werden sollen.

Claims

Eine Generator-/Motorstart-Anordnung, welche mit einem internen Verbrennungsmotor verbunden ist, welcher eine Kurbelwelle und eine Antriebseinheit aufweist, wobei die Antriebseinheit operativ mit der Kurbelwelle verbunden ist, die Anordnung weist auf: eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor dazu ausgebildet ist, relativ zu dem Stator zu rotieren; eine Übertragungsanordnung mit (i) einer ersten Antriebswelle, welche operativ mit dem Rotor verbunden ist, (ii) einer zweiten Antriebswelle, welche operativ mit der Antriebseinheit verbunden ist, und (iii) einer Getriebeanordnung, welche operativ mit der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle verbunden ist, wobei die Getriebeanordnung dazu ausgebildet ist, in einer ersten Getriebekonfiguration und in einer zweiten Getriebekonfiguration betrieben zu werden; und einen Controller, der operativ mit der elektrischen Maschine verbunden ist, und welcher dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine als einen Generator zu betreiben, wenn die Getriebeanordnung in der ersten Getriebekonfiguration betrieben wird und die elektrische Maschine als einen Motor zu betreiben, wenn die Getriebeanordnung in der zweiten Getriebekonfiguration betrieben wird.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 1, wobei: die Übertragungsanordnung weiterhin eine Kupplungsanordnung aufweist, und die Kupplungsanordnung die Getriebeanordnung in einer ausgewählten der ersten Getriebekonfiguration und der zweiten Getriebekonfiguration betreibt.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 1, wobei: in der ersten Getriebekonfiguration die Übertragungsanordnung ein Drehmoment von der zweiten Antriebswelle auf die erste Antriebswelle überträgt und den Rotor dazu veranlasst zu rotieren, und in der zweiten Getriebekonfiguration die Übertragungsanordnung ein Drehmoment von der ersten Antriebswelle auf die zweite Antriebswelle überträgt und die Antriebseinheit dazu bewegt zu rotieren.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 1, wobei: in der ersten Getriebekonfiguration eine Rotation der zweiten Antriebswelle eine Rotation der zweiten Antriebswelle bewirkt, und in der zweiten Getriebekonfiguration eine Rotation der ersten Antriebswelle weniger als eine Rotation der zweiten Antriebswelle bewirkt.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 1, wobei eine Rotation der ersten Antriebswelle in einer Antriebsrichtung eine Rotation der zweiten Antriebswelle in der Antriebsrichtung bewirkt.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 1, wobei: die Getriebeanordnung eine Planetengetriebeanordnung und eine Zentralwelle aufweist, die Planetengetriebeanordnung einen Zahnkranz, eine Vielzahl von Planetenrädern und ein zentrales Ritzel aufweist, das zentrale Ritzel eine Öffnung definiert, durch welche sich die Zentralwelle erstreckt, in der ersten Getriebekonfiguration der Zahnkranz, das zentrale Ritzel und die Vielzahl an Planetenrädern daran gehindert werden zu rotieren und die Zentralwelle drehbar ist, und in der zweiten Getriebekonfiguration der Zahnkranz und die Zentralwelle am Rotieren gehindert werden und das zentrale Ritzel und die Vielzahl an Planetenrädern drehbar sind.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 6, wobei die Übertragungsanordnung weiterhin aufweist (i) eine erste Differentialanordnung, welche operativ mit dem zentralen Ritzel, der Zentralwelle und der elektrischen Maschine verbunden ist und (ii) eine zweite Differentialanordnung, welche operativ mit der Vielzahl an Planetenrädern, der Zentralwelle und der Maschinenantriebseinheit verbunden ist.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 7, wobei: die Übertragungsanordnung weiterhin eine Kupplungsanordnung aufweist, welche operativ mit dem zentralen Ritzel und der zweiten Differentialanordnung verbunden ist, und die Kupplungsanordnung dazu ausgebildet ist, die Übertragungsanordnung in einer ausgewählten der ersten Getriebekonfiguration und der zweiten Getriebekonfiguration zu betreiben.
Eine Generator-/Motorstart-Anordnung, die mit einem internen Verbrennungsmotor verbunden ist, und die eine Kurbelwelle und eine Motorantriebseinheit aufweist, welche operativ mit der Kurbelwelle verbunden ist, wobei die Anordnung aufweist: eine elektrische Maschine; eine Planetengetriebeanordnung mit einem Zahnkranz, einer Vielzahl an Planetenrädern und einem zentralen Ritzel, welches eine Öffnung definiert; eine Zentralwelle, welche sich durch die Öffnung erstreckt; eine erste Differentialanordnung, welche operativ mit dem zentralen Ritzel, der Zentralwelle und der elektrischen Maschine verbunden ist; eine zweite Differentialanordnung, welche operativ mit der Vielzahl an Planetenrädern, der Zentralwelle und der Motorantriebseinheit verbunden ist; und einer Kupplungsanordnung, welche operativ mit dem zentralen Ritzel und der zweiten Differentialanordnung verbunden ist, wobei die Kupplungsanordnung in einem Motorstartmodus und einem Generatormodus betrieben werden kann.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 9, wobei: in dem Motorstartmodus die Kupplungsanordnung eine Rotation der Zentralwelle verhindert und eine Rotation des zentralen Ritzels ermöglicht, und in dem Generatormodus die Kupplungsanordnung eine Rotation des zentralen Ritzels verhindert und eine Rotation der Zentralwelle ermöglicht.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 10, wobei: die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, relativ zu dem Stator zu rotieren, die erste Differentialanordnung eine erste Ausgleichskegelradanordnung, welche operativ mit dem zentralen Ritzel verbunden ist, eine erste Differentialgetriebeeinheit, welche operativ mit der ersten Ausgleichskegelradanordnung und dem Rotor verbunden ist, und eine zweite Differentialgetriebeeinheit aufweist, welche operativ mit der ersten Ausgleichskegelradanordnung und der Zentralwelle verbunden ist, die zweite Differentialanordnung eine zweite Ausgleichskegelradanordnung, welche operativ mit der Vielzahl an Planetenrädern verbunden ist, eine dritte Differentialgetriebeeinheit, welche operativ mit der zweiten Ausgleichskegelradanordnung und der Zentralwelle verbunden ist, und eine vierte Differentialgetriebeeinheit aufweist, welche operativ mit der zweiten Ausgleichskegelradanordnung und der Motorantriebseinheit verbunden ist, und die Kupplungsanordnung eine Generatoreinheit, welche operativ mit dem zentralen Ritzel verbunden ist, eine Motorstarteinheit, welche operativ mit der dritten Differentialgetriebeeinheit verbunden ist, und eine bewegliche Einheit aufweist, welche selektiv an der Generatoreinheit und an der Motorstarteinheit positionierbar ist.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 11, wobei: die erste Ausgleichskegelradanordnung eine erste Ausgleichskegelradgetriebeeinheit, welche verzahnend in die erste Differentialgetriebeeinheit und die zweite Differentialgetriebeeinheit eingreift, eine zweite Ausgleichskegelradgetriebeeinheit, welche verzahnend in die erste Differentialgetriebeeinheit und die zweite Differentialgetriebeeinheit eingreift, und einen ersten Träger aufweist, der dazu ausgebildet ist, um eine durch die Zentralwelle definierte Achse zu rotieren, und die zweite Ausgleichskegelradanordnung eine dritte Ausgleichskegelradgetriebeeinheit, welche verzahnend in die dritte Differentialgetriebeeinheit und die vierte Differentialgetriebeeinheit eingreift, eine vierte Ausgleichskegelradgetriebeeinheit, welche verzahnend in die dritte Differentialgetriebeeinheit und die vierte Differentialgetriebeeinheit eingreift, und einen zweiten Träger aufweist, der dazu ausgebildet ist, um die Achse zu rotieren.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 12, welche weiterhin aufweist: ein Gehäuse in welchem die Planetengetriebeanordnung, die erste Differentialanordnung, die zweite Differentialanordnung und die Kupplungsanordnung wenigstens teilweise angeordnet sind, wobei der Zahnkranz starr mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die Zentralachse eine Rotationsachse definiert, wobei in dem Motorstartmodus die bewegliche Einheit an der Motorstarteinheit angeordnet ist, um eine Rotation der Zentralachse, der zweiten Differentialgetriebeeinheit und der dritten Differentialgetriebeeinheit zu verhindern und eine Rotation um die Rotationsachse des zentralen Ritzels, der ersten Ausgleichskegelradanordnung, der Vielzahl an Planetenrädern, der zweiten Ausgleichskegelradanordnung und der vierten Differentialgetriebeeinheit zu erlauben, und wobei in dem Generatormodus die bewegliche Einheit an der Generatoreinheit angeordnet ist, um eine Rotation um die Rotationsachse des zentralen Ritzels und der Vielzahl an Planetenrädern zu verhindern und eine Rotation der ersten Differentialgetriebeeinheit, der zweiten Differentialgetriebeeinheit, der Zentralwelle, der dritten Differentialgetriebeeinheit und der vierten Differentialgetriebeeinheit um die Rotationsachse zu erlauben.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 12, wobei: in dem Motorstartmodus die Planetengetriebeanordnung ein Drehmoment von der ersten Differentialanordnung auf die zweite Differentialanordnung überträgt und die Antriebseinheit dazu bewegt zu rotieren, und in dem Generatormodus die Zentralwelle ein Drehmoment von der zweiten Differentialanordnung auf die erste Differentialanordnung überträgt und den Rotor dazu bewegt, zu rotieren.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 14, wobei: in dem Motorstartmodus eine Rotation der ersten Differentialgetriebeeinheit eine Rotation der vierten Differentialgetriebeeinheit bewirkt, und in dem Generatormodus eine Rotation der vierten Differentialgetriebeeinheit weniger als eine Rotation der ersten Differentialgetriebeeinheit bewirkt.
Die Generator-/Motorstart-Anordnung aus Anspruch 15, wobei eine Rotation der ersten Differentialgetriebeeinheit in einer Antriebsrichtung eine Rotation der vierten Differentialgetriebeeinheit in der Antriebsrichtung bewirkt.
Ein Verfahren zum Betreiben einer Motorstart-/Generator-Anordnung, welche mit einem internen Verbrennungsmotor verbunden ist und eine Kurbelwelle und eine Motorantriebseinheit aufweist, welche operativ mit der Kurbelwelle verbunden ist, wobei das Verfahren aufweist: Betreiben der Übertragungsanordnung der Motorstart-/Generator-Anordnung in einer ersten Getriebekonfiguration und Rotieren der Motorantriebseinheit mit einer elektrischen Maschine der Motorstart-/Generator-Anordnung; und Betreiben der Übertragungsanordnung in einer zweiten Getriebekonfiguration und Rotieren eines Rotors der elektrischen Maschine mit der Motorantriebseinheit, wobei die Übertragungsanordnung zwischen der elektrischen Maschine und der Motorantriebseinheit angeordnet ist.
Das Verfahren aus Anspruch 17, das weiterhin aufweist: Verwenden einer Kupplungsanordnung der Motorstart-/Generator-Anordnung um die Übertragungsanordnung in der ersten Getriebekonfiguration zu betreiben; und Verwenden der Getriebeanordnung, um die Übertragungsanordnung in der zweiten Getriebekonfiguration zu betreiben.
Das Verfahren aus Anspruch 18, weiterhin aufweisend: Aussenden eines ersten elektrischen Signals an die Kupplungsanordnung um aus der ersten Getriebekonfiguration in die zweite Getriebekonfiguration zu schalten; und Beenden der Aussendung des ersten elektrischen Signals an die Kupplungsanordnung, um von der zweiten Getriebekonfiguration in die erste Getriebekonfiguration zu schalten.
Das Verfahren aus Anspruch 19, weiterhin aufweisend: Betreiben der elektrischen Maschine als Motor mit einem Controller, wenn die Übertragungsanordnung in der ersten Getriebekonfiguration betrieben wird; und Betreiben der elektrischen Maschine als Generator mit dem Controller, wenn die Übertragungsanordnung in der zweiten Getriebekonfiguration betrieben wird.