DE112021002611T5 - Kupplungskonfigurationen für ein stufenloses mischdrehzahl-mehrmotorenleistungsgetriebe - Google Patents

Kupplungskonfigurationen für ein stufenloses mischdrehzahl-mehrmotorenleistungsgetriebe Download PDF

Info

Publication number
DE112021002611T5
DE112021002611T5 DE112021002611.9T DE112021002611T DE112021002611T5 DE 112021002611 T5 DE112021002611 T5 DE 112021002611T5 DE 112021002611 T DE112021002611 T DE 112021002611T DE 112021002611 T5 DE112021002611 T5 DE 112021002611T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clutch
electric motor
power train
spring
train system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112021002611.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Isaac Mock
James Allen Raszkowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Allison Transmission Inc
Original Assignee
Allison Transmission Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Allison Transmission Inc filed Critical Allison Transmission Inc
Publication of DE112021002611T5 publication Critical patent/DE112021002611T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/02—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/08—Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially
    • F16D11/10—Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially with clutching members movable only axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D23/14—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/40—Actuators for moving a controlled member
    • B60Y2400/405—Electric motors actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/42—Clutches or brakes
    • B60Y2400/421—Dog type clutches or brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/70—Gearings
    • B60Y2400/73—Planetary gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/72—Features relating to cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/74—Features relating to lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D2011/002—Clutches in which the members have interengaging parts using an external and axially slidable sleeve for coupling the teeth of both coupling components together
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D23/14—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings
    • F16D2023/141—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings characterised by using a fork; Details of forks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3089—Spring assisted shift, e.g. springs for accumulating energy of shift movement and release it when clutch teeth are aligned
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3093—Final output elements, i.e. the final elements to establish gear ratio, e.g. dog clutches or other means establishing coupling to shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/0021—Transmissions for multiple ratios specially adapted for electric vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0034—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising two forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2005—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with one sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2035—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with two engaging means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2064—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using at least one positive clutch, e.g. dog clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2066—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using one freewheel mechanism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2079—Transmissions using gears with orbital motion using freewheel type mechanisms, e.g. freewheel clutches
    • F16H2200/2082—Transmissions using gears with orbital motion using freewheel type mechanisms, e.g. freewheel clutches one freewheel mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2094—Transmissions using gears with orbital motion using positive clutches, e.g. dog clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/46—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
    • F16H3/48—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
    • F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
    • F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)

Abstract

Ein elektrischer Antriebsstrang umfasst einen ersten Elektromotor, der eine ununterbrochene Verbindung mit einer Antriebswelle eines Fahrzeugs aufweist. Der elektrische Antriebsstrang umfasst ferner einen zweiten Elektromotor, der eine ununterbrochene Verbindung mit der Antriebswelle aufweist. Bei einer Ausführung umfasst diese ununterbrochene Verbindung eine Kupplung. Der elektrische Antriebsstrang umfasst ferner einen ersten Zahnradsatz in Form eines ersten Planetengetriebes und einen zweiten Zahnradsatz in Form eines zweiten Planetengetriebes. Die Kupplung umfasst bei einer Variation eine formschlüssige Kupplung in Form einer Klauenkupplung. Die Klauenkupplung weist eine Kupplungsfederung auf, die dazu konfiguriert ist, einen Kupplungskranz während eines nicht ordnungsgemäßen Eingriffs von Zahnrädern während Schaltvorgängen auszulenken.

Description

  • HINTERGRUND
  • Der jüngste Trend aufgrund von Umweltbewusstsein und anderen Bedenken ist die Umstellung von Fahrzeugen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, auf andere Energieformen, wie z. B. Elektrizität. Bedeutende Entwicklungen bei der Elektromotortechnologie gab es hauptsächlich auf dem Gebiet der Personenkraftwagen für den Verbrauchermarkt. Bei gewerblichen Schwerlastfahrzeugen verläuft der Übergang von fossilen Brennstoffen zur Elektrizität aufgrund einer Reihe von Faktoren, darunter die hohen Drehmomentanforderungen für solche Fahrzeuge und Bedenken hinsichtlich der Fahrzeugreichweite, jedoch langsamer. Die höheren Drehmomente, die zum Antrieb solcher gewerblichen Fahrzeuge erforderlich sind, erfordern größere und schwerere Elektromotoren, die tendenziell den Energieverbrauch erhöhen können. Von der Verwendung von Getrieben bei Elektromotoren wurde aufgrund von Leistungsverlusten durch Schaltvorgänge Abstand genommen.
  • Also besteht Verbesserungsbedarf auf diesem Gebiet.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Ein Mehrelektromotorsystem ist zum Angehen der oben erwähnten Probleme sowie anderer Probleme entwickelt worden. Bei einer Ausführung umfasst das System Doppelelektromotoren, die einem Ausgang, wie z. B. einer Antriebswelle eines Fahrzeugs, Leistung zuführen. Einer der Elektromotoren („A“), der für die vorliegenden Zwecke als der „erste Motor“ bezeichnet wird, ist stets dahingehend mit der Ausgangsantriebswelle verbunden, ununterbrochen Leistung zum Vortreiben des Fahrzeugs zuzuführen. Anders ausgedrückt weist der erste Elektromotor (A) eine ununterbrochene Verbindung mit dem Ausgang auf. Das System umfasst ferner einen zweiten Elektromotor („B“), der intermittierend Drehmoment an die Ausgangswelle anlegt. Bei einer Variation umfasst diese intermittierende Verbindung zwischen dem zweiten Elektromotor (B) und dem Ausgang mindestens eine Kupplung. Die Kupplung bringt den zweiten Elektromotor (B) und die Ausgangswelle miteinander in und außer Eingriff.
  • Es sind einige besondere Kupplungskonfigurationen entwickelt worden, um Leistungsverluste zu reduzieren sowie den Betrieb der Elektromotoren in optimalen Bereichen für die Motoren zu fördern. Wie zuvor angemerkt wurde, wird bzw. werden eine oder mehrere Kupplungen dazu verwendet, den zweiten Elektromotor (B) mit dem Ausgang zu verbinden oder von diesem zu trennen. Bei gewissen Kupplungskonstruktionen können jedoch beträchtliche Leistungsverluste auftreten, wodurch von der Verwendung von Getrieben bei Elektrofahrzeugen Abstand genommen wurde. Bei einer Version wird bei dem System eine formschlüssige Kupplung, wie z. B. eine Klauenkupplung, dazu verwendet, Leistungsverluste während Schaltvorgängen zu reduzieren. Andere Arten von Kupplungen erfordern in der Regel einen Reibschluss, bei dem es sich um eine Quelle für reibungsbedingte Leistungsverluste während Schaltvorgängen handelt. Bei formschlüssigen Kupplungen hingegen wird in der Regel ein mechanischer Presspassungseingriff verwendet, wodurch reibungsbedingte Leistungsverluste während Schaltvorgängen reduziert oder sogar beseitigt werden können. Zahnradzahnausrichtungsprobleme bei Klauenkupplungen sind stets eine Sorge, da die Zahnräder ohne ordnungsgemäße Ausrichtung während Schaltvorgängen unerwünschterweise knirschen können. Bei üblichen Klauenkupplungskonstruktionen ist ein Synchronisierungsmechanismus oder ein Synchrongetriebe integriert, der bzw. das dazu verwendet wird, die Geschwindigkeit (Drehzahl) und Ausrichtung der Zahnräder während Schaltvorgängen unter Verwendung von Reibung zu synchronisieren. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass diese von dem Synchrongetriebe genutzte Reibung während Schaltvorgängen Leistungsverluste und andere unerwünschte Probleme für Elektromotorfahrzeugkonstruktionen erzeugt.
  • Bei einer Ausführung wird bei dem Mehrelektromotorsystem eine formschlüssige Kupplung, die kein Synchrongetriebe aufweist, verwendet, und bei einer bestimmten Variation wird bei dem System eine Klauenkupplung, die kein Synchrongetriebe oder eine andere auf Reibung basierende Synchronisierungsvorrichtung aufweist, verwendet. Zur Synchronisierung der Zahnräder während Schaltvorgängen weist das System einen Kontroller auf, der die relative Position und Drehzahl der Motoren basierend auf Informationen von den Elektromotoren überwacht. Zu Steuerungszwecken umfassen die meisten Elektromotoren einen internen Resolver, der die relative Drehzahl und Ausrichtung der Ausgangswelle des Elektromotors misst. Basierend auf den Informationen zu Wellendrehzahl und -ausrichtung von den Resolvern in dem ersten und dem zweiten Elektromotor kann der Kontroller die relative Drehzahl und Ausrichtung der Zahnräder, die geschaltet werden, ableiten. Der Kontroller ist mit einem Aktuator wirkgekoppelt, der die Klauenkupplung betätigt. Sobald die Zahnraddrehzahlen und -ausrichtungen in Übereinstimmung gebracht wurden oder nahezu in Übereinstimmung gebracht wurden, betätigt der Kontroller die Klauenkupplung zur Ineingriffnahme der Zahnräder.
  • In einigen Fällen können die Zahnradausrichtungen und/oder -drehzahlen bei der Klauenkupplung nicht perfekt in Übereinstimmung sein. Zur Reduzierung des Risikos von Beschädigungen auf ein Minimum in solch einem Fall umfasst die Klauenkupplung eine Kupplungsfederung, die gestattet, dass sich der Kranz der Klauenkupplung biegt oder auslenkt, wenn die Zähne der Zahnräder während Schaltvorgängen nicht ordnungsgemäß kämmen. Bei einer Ausführung kann die Kupplungsfederung für die Kupplung eine Blattfeder zur Vorspannung der Kupplung umfassen. In einem weiteren Beispiel umfasst die Kupplungsfederung für die Klauenkupplung eine Torsionsfeder, die an dem Drehpunkt der Kupplung positioniert ist. In noch einem weiteren Beispiel weist das Kupplungssystem einen Aktuator und eine schaltbare Freilaufkupplung (SOWC - Selectable One-Way Clutch), die zur Verwendung des zweiten Elektromotors (B) mit dem Ausgang verwendet wird, auf. Es können auch andere Arten von Kupplungen, wie z. B. mechanisch-elektrische Hybridkupplungen, verwendet werden.
  • Aspekt 1 bezieht sich allgemein auf ein System, das einen ersten Elektromotor mit einer ununterbrochenen Verbindung zu einem Ausgang und einen zweiten Elektromotor mit einer mit dem Ausgang verbundenen Kupplung umfasst.
  • Aspekt 2 bezieht sich allgemein auf das System des vorherigen Aspekts, wobei der zweite Elektromotor über die Kupplung mit dem Ausgang verbunden ist.
  • Aspekt 3 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung eine formschlüssige Kupplung umfasst.
  • Aspekt 4 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die formschlüssige Kupplung eine Klauenkupplung umfasst.
  • Aspekt 5 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung eine Kupplungsfederung umfasst, die dazu konfiguriert ist, die Kupplung während eines nicht ordnungsgemäßen Eingriffs auszulenken.
  • Aspekt 6 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplungsfederung eine Torsionsfeder umfasst, die um einen Schwenkzapfen gewunden ist.
  • Aspekt 7 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplungsfederung ferner eine Schaltgabel und einen Gabelaktuatorarm umfasst, die über den Schwenkzapfen schwenkgekoppelt sind.
  • Aspekt 8 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplungsfederung eine Blattfeder umfasst.
  • Aspekt 9 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplungsfederung eine Schraubenfeder umfasst.
  • Aspekt 10 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplungsfederung eine Bellevillefeder umfasst.
  • Aspekt 11 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei der Kontroller dazu konfiguriert ist, die Kupplung basierend auf Resolverinformationen von dem ersten und dem zweiten Elektromotor einzurücken.
  • Aspekt 12 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung einen einzigen Aktuator aufweist.
  • Aspekt 13 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung eine mechanisch-elektrische Hybridkupplung umfasst.
  • Aspekt 14 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung eine Scheibennasskupplung umfasst.
  • Aspekt 15 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung eine Scheibentrockenkupplung umfasst.
  • Aspekt 16 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung eine Freilaufkupplung umfasst.
  • Aspekt 17 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Freilaufkupplung eine schaltbare Freilaufkupplung (SOWC) umfasst.
  • Aspekt 18 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei ein Planetengetriebe dazu konfiguriert ist, Drehmoment von dem zweiten Elektromotor basierend auf einer Kupplungsstellung der Kupplung zu ändern.
  • Aspekt 19 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung einen Aktuator und eine schaltbare Freilaufkupplung (SOWC) aufweist.
  • Aspekt 20 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung dazu konfiguriert ist, das Planetengetriebe zur Änderung des Drehmoments von dem zweiten Elektromotor in Eingriff zu nehmen.
  • Aspekt 21 bezieht sich allgemein auf das System eines vorherigen Aspekts, wobei die Kupplung kein Synchrongetriebe aufweist.
  • Aspekt 22 bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Betrieb des Systems eines vorherigen Aspekts.
  • Weitere Arten, Aufgaben, Merkmale, Aspekte, Vorzüge, Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen, die hier mit bereitgestellt werden, hervor.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs.
    • 2 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für einen elektrischen Antriebsstrang, der bei dem Fahrzeug von 1 verwendet werden kann.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht des elektrischen Antriebsstrangs von 2.
    • 4 ist eine Seitenansicht des elektrischen Antriebsstrangs von 2, wobei ausgewählte Komponenten entfernt wurden.
    • 5 ist eine Seitenansicht eines Abschnitts eines Elektromotorgetriebes, das in dem elektrischen Antriebsstrang von 2 zu finden ist.
    • 6 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Kupplungswellenanordnung in dem elektrischen Antriebsstrang von 2.
    • 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Kupplungseingriffsglieds in der Kupplungswellenanordnung von 6.
    • 8 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Trägers in der Kupplungswellenanordnung von 6.
    • 9 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausgangswelle in der Kupplungswellenanordnung von 6.
    • 10 ist eine Querschnittsansicht eines Kupplungskranzes in der Kupplungswellenanordnung von 6.
    • 11 ist eine perspektivische Ansicht einer Klauenkupplung in der Kupplungswellenanordnung von 6.
    • 12 ist eine Querschnittsteilansicht der Kupplung im Gebrauch.
    • 13 ist eine Seitenansicht eines weiteren Beispiels für eine Klauenkupplung mit einer Blattfeder, die in dem elektrischen Antriebsstrang von 2 verwendet werden kann.
    • 14 ist eine Seitenansicht eines weiteren Beispiels für eine Klauenkupplung mit einer Schraubenfeder, die in dem elektrischen Antriebsstrang von 2 verwendet werden kann.
    • 15 ist eine Seitenansicht noch eines weiteren Beispiels für eine Klauenkupplung mit einer Bellevillefeder, die in dem elektrischen Antriebsstrang von 2 verwendet werden kann.
    • 16 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels für einen elektrischen Antriebsstrang, der bei dem Fahrzeug von 1 verwendet werden kann.
    • 17 ist eine Querschnittsansicht des elektrischen Antriebsstrangs von 16.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG AUSGEWÄHLTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Zur Förderung des Verständnisses der Prinzipien der Erfindung wird nun Bezug auf die Ausführungsformen genommen, die in den Zeichnungen dargestellt werden, und es werden spezifische Formulierungen verwendet, um diese zu beschreiben. Nichtsdestotrotz versteht sich, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch keineswegs eingeschränkt werden soll. Jegliche Änderungen und weiteren Modifikationen bei den beschriebenen Ausführungsformen und solche weiteren Anwendungen der Grundzüge der vorliegenden Offenbarung, wie sie hier beschrieben werden, werden so aufgefasst, als ob sie dem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, normalerweise einfallen würden. Eine Ausführungsform der Erfindung wird genauer dargestellt, obgleich es für den Fachmann auf dem relevanten Gebiet ersichtlich ist, dass einige Merkmale, die für die vorliegende Erfindung nicht relevant sind, der Übersichtlichkeit halber möglicherweise nicht gezeigt werden.
  • Die Bezugszeichen in der folgenden Beschreibung sind so gegliedert worden, dass sie dem Leser helfen, die Zeichnungen, in denen verschiedene Komponenten erstmalig gezeigt werden, sofort zu erkennen. Insbesondere wird die Zeichnung, in der ein Element erstmalig erscheint, in der Regel durch die ganz linke (n) Ziffer (n) in dem entsprechenden Bezugszeichen angegeben. Beispielsweise erscheint ein Element, das mit einem Bezugszeichen der „100“-Reihe gekennzeichnet ist, wahrscheinlich erstmalig in 1, erscheint ein Element, mit einem Bezugszeichen der „200“-Reihe gekennzeichnet ist, wahrscheinlich erstmalig in 2 und so weiter.
  • Ein Fahrzeug 100 gemäß einem Beispiel wird in 1 dargestellt. Wie gezeigt wird, umfasst das Fahrzeug 100 mindestens ein Antriebsstrangsystem 105, mindestens einen Kontroller 110 und mindestens ein Energiespeichersystem („ESS“ - Energy Storage System) 115, das dazu konfiguriert ist, dem Antriebsstrangsystem 105 Leistung zuzuführen. Das Antriebsstrangsystem 105, der Kontroller 110 und das ESS 115 sind dahingehend miteinander wirkverbunden, über mindestens ein CAN (Controller Area Network) 120 miteinander zu kommunizieren. Der Kontroller 110 ist dazu konfiguriert, dem Betrieb eines oder mehrerer Systeme und/oder andere Komponenten des Fahrzeugs 100, wie z. B. des Antriebsstrangsystems 105 und des ESS 115, zu steuern. Das Antriebsstrangsystem 105 weist einen Ausgang oder eine Antriebswelle 120 auf, der bzw. die mechanische Leistung von dem Antriebsstrangsystem 105 auf ein Vortriebssystem 130 überträgt. In dem dargestellten Beispiel umfasst das Vortriebssystem 130 ein oder mehrere Räder 135, das Vortriebssystem 130 kann jedoch in weiteren Beispielen anderer Arten von Vortriebsvorrichtungen, wie beispielsweise Gleiskettensysteme, umfassen. Ein oder mehrere Stromkabel 140 übertragen elektrische Leistung zwischen dem Antriebsstrangsystem 105 und dem ESS 115.
  • Das Antriebsstrangsystem 105 ist dazu konstruiert, das Fahrzeug 100 effizient elektrisch vorzutreiben. Wie nachstehend genauer erläutert wird, ist das Antriebsstrangsystem 105 dazu konstruiert, gewerbliche und/oder militärische Schwerlastfahrzeuge, wie z. B. Busse, Müllfahrzeuge, Lieferfahrzeuge, Feuerwehrfahrzeuge und Sattelauflieger, anzutreiben. Das Antriebsstrangsystem 105 ist dazu konstruiert, Fahrzeuge 100 mit einer Klasseneinstufung von mindestens vier (4) gemäß den Klassifizierungsregeln der Federal Highway Administration (FHWA) des Verkehrsministeriums der vereinigten Staaten (US Department of Transportation) elektrisch anzutreiben. Bei einer Ausführung ist das Antriebsstrangsystem 105 dazu konfiguriert, Personenfahrzeuge mit einem Gewicht von mindestens 40.000 Pfund (18,144 kg), wie z. B. Busse, zu bewegen. Das Antriebsstrangsystem 105 weist eine besondere kompakte Mittellinienkonstruktion auf, die eine einfache Nachrüstung des Antriebsstrangsystems 105 in bereits existierende Fahrzeugchassiskonstruktionen und/oder herkömmliche Triebstränge mit minimalen Änderungen an den anderen Teilen des Fahrzeugs 100, wie z. B. dem Brems- und dem Aufhängungssystem, gestattet. Dies gestattet wiederum, dass existierende Verbrennungsmotorfahrzeuge ohne Weiteres zu vollelektrischen Fahrzeugen umkonfiguriert werden können. Darüber hinaus werden durch die Mittellinienkonstruktion des Antriebsstrangsystems 105 Getriebeverluste und andere Leistungsverluste reduziert, so dass das Fahrzeug 100 leistungseffizienter gemacht wird, wodurch wiederum die Reichweite verbessert und/oder das Gewicht anderer Komponenten, wie z. B. des ESS 115, reduziert werden kann.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels für einen elektrischen Antriebsstrang 200, der bei dem Antriebsstrangsystem 105 von 1 verwendet werden kann. Wie dargestellt wird, umfasst der elektrische Antriebsstrang 200 ein stufenloses Mehrmotorenleistungsgetriebe 205. Das Getriebe 205 des elektrischen Antriebsstrangs 200 umfasst einen ersten Elektromotor 210, der gelegentlich als „Motor A“ bezeichnet wird, und einen zweiten Elektromotor 215, der zuweilen als „Motor B“ bezeichnet wird. In einem Beispiel sind der erste Elektromotor 210 und der zweite Elektromotor 215 dieselbe Art von Elektromotor, so dass beide Motoren im Allgemeinen dieselbe Drehzahl- und Drehmomentabgabe innerhalb normaler Herstellungstoleranzen bereitstellen. Der erste Elektromotor 210 und der zweite Elektromotor 215 sind bei einer Ausführung beide Elektromotoren mit hoher Drehzahl, und bei einer anderen Ausführung sind der erste Elektromotor 210 und der zweite Elektromotor 215 beide Elektromotoren mit niedriger Drehzahl. Bei alternativen Variationen können der erste Elektromotor 210 und der zweite Elektromotor 215 verschiedenartig sein (z. B. Dauermagnetmotoren, Induktionsmotoren, geschaltete Reluktanzmotoren usw.) und/oder verschiedenen Konstruktionen/Konfigurationen (z. B. Polzahlen, Wicklungsmuster usw.) aufweisen.
  • Wie gezeigt wird, können der erste Elektromotor 210 und der zweite Elektromotor 215 jeweils einen Sensor in Form eines Resolvers 217 umfassen, der dazu konfiguriert ist, unter anderem die Motordrehausrichtung, -geschwindigkeit und/oder -beschleunigung zu erfassen. Die Resolver 217 sind über das CAN 120 mit dem Kontroller 110 wirkgekoppelt. In der Regel, jedoch nicht immer, wird der Elektromotor mit dem Resolver 217 gestellt, um die Steuerung des Motors zu erleichtern.
  • Das Getriebe 205 des elektrischen Antriebsstrangs 200 umfasst ferner einen ersten Zahnradsatz 220, der an einem Ausgangsende des ersten Elektromotors 210 positioniert ist, und einen zweiten Zahnradsatz 225, der an dem Ausgangsende des zweiten Elektromotors 215 positioniert ist. Wie zu sehen ist, ist der erste Zahnradsatz 220 an dem Ausgangsende des Gesamtgetriebes 205, das sich in der Nähe der Antriebswelle 125 befindet, positioniert. Der zweite Zahnradsatz 225 ist zwischen dem ersten Elektromotor 210 und dem zweiten Elektromotor 215 angeordnet oder positioniert. Diese Konfiguration gestattet, dass der elektrische Antriebsstrang 200 eine kompakte Konstruktion aufweist. In dem dargestellten Beispiel liegt der erste Zahnradsatz 220 in Form eines ersten Planetengetriebes 230 vor, und der zweite Zahnradsatz 225 liegt in Form eines zweiten Planetengetriebes 235 vor. Der erste Elektromotor 210 und der zweite Elektromotor 215 weisen eine erste Ausgangswelle 240 bzw. eine zweite Ausgangswelle 245 zur Bereitstellung mechanischer Drehleistung auf. Gemäß der Darstellung in 2 weisen das erste Planetengetriebe 230 und das zweite Planetengetriebe 235 jeweils ein Sonnenrad 250, ein oder mehrere Planetenräder 255, die mit dem Sonnenrad 250 kämmen, und ein Hohlrad 260, das die Planetenräder 255 umgibt und mit ihnen kämmt, auf. Das Sonnenrad 250 des ersten Planetengetriebes 230 ist an der ersten Ausgangswelle 240 des ersten Elektromotors 210 gesichert, und das Sonnenrad 250 des zweiten Planetengetriebes 235 ist an der zweiten Ausgangswelle 245 des zweiten Elektromotors 215 gesichert. Beide Hohlräder 260 des ersten Planetengetriebes 230 und des zweiten Planetengetriebes 235 sind an einem Gehäuse 265 des elektrischen Antriebsstrangs bei 100 gesichert. Die Planetenräder 255 des ersten Planetengetriebes 230 werden von einem ersten Träger 270 getragen. Der erste Träger 270 ist zur dahingehenden Verbindung mit der Antriebswelle 125, mechanische Leistung von dem Getriebe 205 auf das Vortriebssystem 130 zu übertragen, konfiguriert. Die Planetenräder 255 des zweiten Planetengetriebes 235 werden von einem zweiten Träger 275 getragen.
  • Gemäß der Darstellung in 2 umfasst der elektrische Antriebsstrang 200 mindestens eine Kupplung 280, die den zweiten Elektromotor 215 und den ersten Elektromotor 210 in Eingriff und außer Eingriff bringt. Durch die Kupplung 280 ist das Getriebe 205 des elektrischen Antriebsstrangs 200 ferner zur Gangschaltung in der Lage, so dass die Drehzahl und das Drehmoment von dem zweiten Elektromotor 215 geändert werden können. Der erste Elektromotor 210 ist dauerhaft mit der Antriebswelle 125 verbunden (d. h. es gibt keine Kupplung), so dass der erste Elektromotor 210 der Antriebswelle 125 und dem Vortriebssystem 130 dauerhaft Leistung zuführen kann. Anders ausgedrückt weist der erste Elektromotor 210 eine ununterbrochene Verbindung mit der Antriebswelle 125 auf, und der zweite Elektromotor 215 weist eine unterbrechbare Verbindung mit der Antriebswelle 125 auf. Diese Konfiguration des elektrischen Antriebsstrangs 200 ermöglicht eine Lastschaltung, bei der den Rädern 135 stets Leistung zugeführt werden kann, selbst wenn Schalten der Kupplung 280 erfolgt. Da Leistung durchgängig zugeführt wird, kann dafür gesorgt werden, dass jegliches Schalten für den Fahrer und/oder die Beifahrer im Allgemeinen nicht wahrnehmbar ist. Darüber hinaus wird die Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs 100 verbessert, und das Fahrzeug 100 kann die Geschwindigkeit bei stärkeren Steigungen besser halten.
  • In dem dargestellten Beispiel umfasst der elektrische Antriebsstrang 200 eine einzige Kupplung 280, der elektrische Antriebsstrang 200 kann jedoch in anderen Beispielen mehr als eine Kupplung umfassen. Bei einer Variation ist die Kupplung 280 eine Klauenkupplung (z. B. 3-Wege-Klauenkupplung), und bei einer anderen umfasst die Kupplung 280 eine Klauenkupplung (z. B. 2-Wege-Klauenkupplung) zusammen mit einer schaltbaren Freilaufkupplung (SOWC). Bei weiteren Variationen umfasst die Kupplung 280 eine Scheibennasskupplung und/oder eine Scheibentrockenkupplung. In solchen Fällen können zwei Kupplungen erforderlich sein. Die erste Ausgangswelle 240 für den ersten Elektromotor 210 weist ein Kupplungseingriffsglied 285 auf, an dem die Kupplung 280 mit der ersten Ausgangswelle 240 in Eingriff gelangen kann. Der zweite Träger 275 des zweiten Planetengetriebes 235 weist ein erstes Bereichsglied 290 auf, an dem die Kupplung 280 in einer ersten Bereichsstellung in Eingriff gelangt. Wenn sie sich in der ersten Bereichsstellung befindet, verbindet die Kupplung 280 das erste Bereichsglied 290 mit dem Kupplungseingriffsglied 285, so dass die Drehzahl (d. h. U/min), die von dem zweiten Elektromotor 215 bereitgestellt wird, durch den zweiten Zahnradsatz 225 reduziert wird und das Drehmoment, das der ersten Ausgangswelle 240 von dem zweiten Elektromotor 215 zugeführt wird, durch die Planetenräder 255 des zweiten Planetengetriebes 235 erhöht wird. Die zweite Ausgangswelle 245 des zweiten Elektromotors 215 weist ein zweites Bereichsglied 295 auf, an dem die Kupplung 280 in einer zweiten Bereitstellung in Eingriff gelangt. Wenn sie sich in der zweiten Bereitstellung befindet, verbindet die Kupplung 280 das zweite Bereichsglied 295 mit dem Kupplungseingriffsglied 285, so dass die Drehzahl und das Drehmoment des zweiten Elektromotors 214 direkt der ersten Ausgangswelle 240 des ersten Elektromotors 210 zugeführt werden. Im Vergleich zu der ersten Bereitstellung ist die Drehzahl des zweiten Elektromotors 215, die der ersten Ausgangswelle 240 des ersten Elektromotors 210 zugeführt wird, schneller, und das Drehmoment ist niedriger.
  • Die Kupplung 280 kann ferner in eine Leerlaufstellung positioniert werden, in der der zweite Elektromotor 215 nicht mechanisch mit dem ersten Elektromotor 210 gekoppelt ist. In der Leerlauf- oder Schaltstellung kann der erste Elektromotor 210 die gesamte mechanische Leistung zum Vortrieb des Fahrzeugs 100 bereitstellen. Neben anderen Dingen wird durch diese Fähigkeit zum Vortrieb des Fahrzeugs 100 über nur den ersten Elektromotor 210, während der zweite Elektromotor 215 von der ersten Ausgangswelle 240 getrennt ist, eine Drehzahlsynchronisierung des zweiten Elektromotors 215 mit dem ersten Elektromotor 210 zum Einrücken der Kupplung 280 (z. B., wenn die Kupplung 280 eine Klauenkupplung ist) ohne Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Fahrzeug 100 gestattet. Dadurch wird auch gestattet, dass der erste Elektromotor 210 an einem effizienteren Punkt läuft als beim Teilen der Ausgangslast mit dem zweiten Elektromotor 215.
  • Durch die Verwendung von mehr als einem Elektromotor ist das Antriebsstrangsystem 105 so konfiguriert, dass die Verwendung von kleineren Elektromotoren für Kraftfahrzeuge für den Verbrauchermarkt zum Antrieb größerer gewerblicher Fahrzeuge, wie jener mit einer FHWA-Klasseneinstufung von vier (4) oder höher, gestattet wird. Beispielsweise können Elektromotoren für Kraftfahrzeuge für den Verbrauchermarkt dazu verwendet werden, Fahrzeuge 100 mit einem Gewicht von 40.000 Pfund (18,144 kg) oder mehr zu bewegen. In der Regel, jedoch nicht immer, sind Elektromotoren für Kraftfahrzeuge für den Verbrauchermarkt kostengünstiger, leichter und können höhere Drehzahlen im Vergleich zu Elektromotoren mit höherem Drehmoment für den gewerblichen Einsatz bereitstellen. Darüber hinaus weisen diese Motoren für den Verbrauchermarkt tendenziell eine höhere Leistungsdichte und Energieeffizienz auf, so dass die Reichweite des Fahrzeugs 100 zwischen Ladevorgängen des ESS 115 vergrößert werden kann.
  • Aufgrund hoher Nachfrage und hohen Produktionsvolumina erfolgen Verbesserungen bei der Elektromotortechnologie tendenziell schneller auf dem Verbrauchermarkt, so dass erwartet wird, dass diese Vorteile von Elektromotoren für Kraftfahrzeuge für den Verbrauchermarkt gegenüber den eine geringere Nachfrage erzeugenden Motoren für gewerbliche Elektrofahrzeuge in der Zukunft noch stärker ausgeprägt sein werden. Allerdings gibt es noch immer Nachteile bei der Verwendung dieser Elektromotoren für den Verbrauchermarkt für gewerbliche Schwerlastfahrzeuge. Einzelne Motoren für Elektrofahrzeuge für den Verbrauchermarkt erzeugen tendenziell unzulängliches Drehmoment zum ordnungsgemäßen Bewegen und/oder groß beschleunigen von Schwerlastfahrzeugen, wie zum Beispiel Bussen und Sattelaufliegern. Ein Trend geht auch zum Betreiben von Elektromotoren für den Verbrauchermarkt mit noch höheren Drehzahlen oder Umdrehungen pro Minute (U/min), was für gewerbliche Schwerlastfahrzeuge, die tendenziell mit geringeren Geschwindigkeiten betrieben werden und höhere Drehmomente erfordern, nicht wünschenswert ist.
  • Zur Ermöglichung der Verwendung dieser Motoren für Elektrofahrzeuge den Verbrauchermarkt bei gewerblichen Schwerlastanwendungen umfasst das Antriebsstrangsystem 105 mindestens zwei Elektromotoren (z. B. den ersten Elektromotor 210 und den zweiten Elektromotor 215) zum Zuführen von ausreichendem Drehmoment und Leistung zu der Antriebswelle 125 und dem Vortriebssystem 130. Das Antriebssystem 105 umfasst ferner mindestens den ersten Zahnradsatz 220 zum Reduzieren der Drehzahl und Erhöhen des Drehmoments, die von dem ersten Elektromotor 210 und/oder dem zweiten Elektromotor 215 bereitgestellt werden. Wie gezeigt wird, kann das Antriebsstrangsystem 105 zusätzliche Zahnradsätze, wie z. B. den zweiten Zahnradsatz 225, zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Antriebsstrangsystems 105 umfassen.
  • Durch diese Mehrmotorenkonstruktion kann auch die Energie effizienter genutzt werden. Die Leistung, die Drehzahl und/oder das Drehmoment, die von dem ersten Elektromotor 210 und dem zweiten Elektromotor 215 bereitgestellt werden, kann so angepasst werden, dass die Motoren unter verschiedenen Betriebsbedingungen effizienter arbeiten. Beispielsweise kann die Kupplung 280 die Übersetzungsverhältnisse des zweiten Zahnradsatzes 225 dahingehend ändern, die Ausgangsdrehzahl und/oder das Ausgangsdrehmoment, die von dem zweiten Elektromotor 215 bereitgestellt werden, anzupassen. Die Kupplung 280 kann ferner dazu verwendet werden, den zweiten Elektromotor 215 von dem ersten Elektromotor 210 zu trennen, so dass der erste Elektromotor 210 der Antriebswelle 125 die gesamte mechanische Vortriebsleistung zuführt. Gleichzeitig kann der zweite Elektromotor 215 abgestellt werden, um Energie zu sparen und zu gestatten, dass der erste Elektromotor 210 innerhalb eines effizienten Leistungsbands arbeitet, oder die Drehzahl des zweiten Elektromotors 215 kann zu Schaltzwecken geändert werden. Noch einmal, da der erste Elektromotor 210 dauerhaft mit der Antriebswelle 125 verbunden ist, kann dem Vortriebssystem 130 stets Leistung zugeführt werden, so dass jegliches Schalten des zweiten Zahnradsatzes 225 über die Kupplung 280 für den Fahrer und/oder die Beifahrer des Fahrzeugs 100 nicht wahrnehmbar sein kann. Da der erste Elektromotor 210 den Rädern 135 durchgängig Leistung zuführt, kann das Antriebsstrangsystem 105 während des Schaltens ausreichend Zeit in Anspruch nehmen, um Wirkungsgrad und Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs 100 zu verbessern. Das Antriebsstrangsystem 105 kann mehr als genug Zeit dafür bereitstellen, Probleme bei der zeitlichen Steuerung und Synchronisation zwischen dem ersten Elektromotor 210, dem zweiten Elektromotor 215, dem zweiten Zahnradsatz 225 und/oder der Kupplung 280 zu bewältigen. Durch Bereitstellen zusätzlicher Zeit zum Schalten ohne die Leistungszufuhr zu unterbrechen, kann eine bessere Synchronisierung vor dem Einrücken der Kupplung erfolgen, wodurch die Lebensdauer der Kupplung 280 verlängert werden kann.
  • Durch diese besondere Zwei-Motor-Architektur wird die Energieeffizienz weiter verbessert. Beispielsweise kann die Steuerung 110 das Drehmoment des ersten Elektromotors 210 auf null (0) setzen, so dass einzig der zweite Elektromotor 215 das Fahrzeug 100 vortreibt. Beispielsweise kann dies bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, bei denen die Drehzahl des ersten Elektromotors 210 für einen Betrieb des ersten Elektromotors 210 in einem hocheffizienten Bereich zu langsam wäre, und zu anderen Zeitpunkten, in Abhängigkeit von den Arten und Konstruktionen der beiden Motoren, auftreten.
  • Ein Beispiel für das Getriebe 205 in dem elektrischen Antriebsstrang 200 wird in 3 und 4 dargestellt. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des elektrischen Antriebsstrangs 200, und 4 zeigt eine Seitenansicht des elektrischen Antriebsstrangs 200. Wie zu sehen ist, umfasst der elektrische Antriebsstrang 200 in diesem Beispiel ein Elektromotorgetriebe 300, das ähnlich dem in 2 gezeigten Getriebe 205 konstruiert ist. Beispielsweise umfasst das Elektromotorgetriebe 300 den ersten Elektromotor 210, den zweiten Elektromotor 215, den ersten Zahnradsatz 220, und den zweiten Zahnradsatz 225 gemäß vorheriger Beschreibung. Der erste Zahnradsatz 220 liegt in Form des ersten Planetengetriebes 230 vor, und der zweite Zahnradsatz 225 liegt in Form des zweiten Planetengetriebes 235 vor. Das erste Planetengetriebe 230 ist an der ersten Ausgangswelle 240 befestigt, und das zweite Planetengetriebe 235 ist an der zweiten Ausgangswelle 245 befestigt. Die erste Ausgangswelle 240 und die zweite Ausgangswelle 245 sowie der Rest der Komponenten des Elektromotorgetriebes 300 drehen sich um eine Längsachse 305 und sind entlang dieser ausgerichtet, wodurch dem Elektromotorgetriebe 300 eine Mittellinienausrichtung verliehen wird. Die Mittellinienausrichtung gestattet eine höhere Effizienz des Verhältnisses von 1:1 als eine Vorgelegearchitektur mit parallelen Motoren, wodurch Zahnradkämmen erforderlich ist, um Leistung zurück zu der Ausgangsmittellinie zuzuführen. Bei der dargestellten Mittellinienausrichtung gibt es keine solchen Zahnradkämmverluste für das Verhältnis von 1:1. diese Leistungsverlustdifferenzen werden aufgrund von Verlusten, die nicht nur während des Vortriebs, sondern auch während des regenerativen Bremsens auftreten, noch verstärkt.
  • Die Komponenten des Elektromotorgetriebes 300 sind in dem Gehäuse 265 untergebracht. Gemäß der Darstellung in 3 umfassende erste Elektromotor 210 und der zweite Elektromotor 215 jeweils einen Rotor 310 und einen Stator 315. Der Rotor 310 des ersten Elektromotors 210 ist an der ersten Ausgangswelle 240 gesichert, und der Rotor 310 des zweiten Elektromotors 215 ist an der zweiten Ausgangswelle 245 gesichert. Die Statoren 315 sind wiederum an dem Gehäuse 265 gesichert. Die Rotoren 310 sind dazu konfiguriert, sich bezüglich der festen Statoren 315 zu drehen. Beim Drehen dreht der Rotor 310 des ersten Elektromotors 210 die erste Ausgangswelle 240, die wiederum das erste Planetengetriebe 230 antreibt. Das erste Planetengetriebe 230 reduziert die Ausgangsdrehzahl des ersten Elektromotors bei 10 und/oder des zweiten Elektromotors 215, die der Antriebswelle 125 über den ersten Träger 270 zugeführt wird. Noch einmal, diese Drehzahluntersetzung durch den ersten Zahnradsatz 220 kann die Verwendung von Elektromotoren mit höheren Drehzahlen für Fahrzeuge für den Verbrauchermarkt bei gewerblichen Schwerlastfahrzeugen ermöglichen.
  • Der Rotor 310 des Stators 315 dreht die zweite Ausgangswelle 245, die wiederum das zweite Planetengetriebe 235 antreibt. Noch einmal, das zweite Planetengetriebe 235 weist den zweiten Träger 275 auf, der dazu konfiguriert ist, mechanische Leistung über die Kupplung 280 auf die erste Ausgangswelle 240 zu übertragen. Die Kupplung 280 in 3 umfasst eine formschlüssige Kupplung 320 in der Form einer Klauenkupplung 325. Die Klauenkupplung 325 wird von einem Kupplungsaktuator 330 betätigt oder bewegt. Der Kupplungsaktuator 330 ist mit dem Kontroller 110 wirkverbunden und wird von diesen über das CAN 120 gesteuert. Bei einer Ausführung umfasst der Kupplungsaktuator 330 einen Elektromotor oder ein Solenoid mit Gestängen, die die Kupplung 280 dahingehend betätigen, mit dem ersten Bereichsglied 290 oder dem zweiten Bereichsglied 295 in Eingriff oder außer Eingriff zu gelangen. Der Kontroller 110 ist ferner dahingehend mit dem ersten Elektromotor 210 und dem zweiten Elektromotor 215 wirkverbunden, die Drehzahl, das Drehmoment und/oder die relativen Positionen des ersten Elektromotors 210 und des zweiten Elektromotors 215 zu steuern.
  • Da bei der formschlüssigen Kupplung 320 eine schnittstellenartige Verbindung verwendet wird, werden durch die Klauenkupplung 325 Leistungsverluste, die durch Rutschen verursacht werden, was bei Reibkupplungen, wie z. B. Scheibennass- und -trockenkupplungen üblich ist, drastisch reduziert. Nach- und Trockenkupplungen erfordern ferner in der Regel hohe Hydraulikdrücke. Klauenkupplungen hingegen erfordern normalerweise nur geringe Schmierdrücke. Also werden durch die Klauenkupplung 325 die Druckanforderungen für das Hydrauliksystem in dem Elektromotor Getriebe 300 herabgesetzt. Die Gesamtkonstruktion des elektrischen Antriebsstrangs 200 ermöglicht die Verwendung der Klauenkupplung 325. Durch die Resolver 217 des ersten Elektromotors 210 und des zweiten Elektromotors 215 kann der Kontroller 110 die relative Ausrichtung und Geschwindigkeit der Kupplung 280 sowie des Kupplungseingriffsglieds 285, des ersten Bereichsglieds 290 und des zweiten Bereichsglieds 295 bestimmen. Da der erste Elektromotor 210 der Antriebswelle 125 bei Bedarf durchgängig Leistung zuführen kann, kann der Kontroller 110 die Zeit aufwenden, dem zweiten Elektromotor 215 zu gestatten, dahingehend ordnungsgemäß hochzudrehen oder herunterzudrehen, die Drehzahl und relative Position des ersten Bereichsglieds 290 oder des zweiten Bereichsglieds 395 mit dem Kupplungseingriffsglied 285 des ersten Elektromotors 210 in Übereinstimmung zu bringen, um einen gleichmäßigen Eingriff mit minimalen Leistungsverlusten zu ermöglichen.
  • Noch einmal, der Kontroller 110 ist durch die von den Resolvern 217 empfangenen Signale in der Lage, Drehzahlen und Positionen der von der Klauenkupplung 325 gesteuerten Verzahnungsglieder elektronisch zu synchronisieren. Dadurch wird wiederum gestattet, dass die Klauenkupplung 325 kein Synchrongetriebe zur Synchronisierung von Zahnrädern während Schaltvorgängen benötigt, und in dem dargestellten Beispiel fehlt der Kupplung 280 ein Synchrongetriebe bzw. weist sie dieses nicht auf. Wie zuvor angemerkt wurde, erfordert das Synchrongetriebe Reibung zur Synchronisierung der Zahnräder während Schaltvorgängen. Diese Reibung, die von dem Synchrongetriebe während Schaltvorgängen verwendet wird, erzeugt Leistungsverluste und andere erwünschte Probleme. Durch die Verwendung der Motorenausrichtung und der Drehzahlinformationen von den Resolvern 217 benötigt die Klauenkupplung 325 das Synchrongetriebe nicht zur Förderung gleichmäßiger Schaltvorgänge, so dass Energie während Schaltvorgängen nicht durch von dem Synchrongetriebe verursachte Reibungserwärmung verloren geht.
  • Wie in 3 und 4 zu sehen ist, können der zweite Zahnradsatz 225 und die Kupplung 280 zur Bereitstellung einer kompakten Konfiguration zwischen dem ersten Elektromotor 210 und dem zweiten Elektromotor 215 aufgenommen werden. Noch einmal, diese kompakte Mittellinienkonfiguration gestattet eine leichte Nachrüstung des Elektromotorgetriebes 300 in bereits bestehende Fahrzeugkonstruktionen mit minimaler Umgestaltung wesentlicher Systeme, wie z. B. des Aufhängungs-, Brems- und Lenksystems. Obgleich lediglich zwei Motoren dargestellt werden, kann der elektrische Antriebsstrang 200 mehr als zwei Motoren aufweisen. Beispielsweise ist diese Konstruktion modular, so dass zusätzliche Motoren, Zahnradsätze und/oder Kupplungen an das Ende des zweiten Elektromotors 215 angeschlossen werden können, um zusätzliche mechanische Leistung bereitzustellen.
  • 5 zeigt eine Seitenansicht des Elektromotorgetriebes 300, wobei ausgewählte Komponenten, wie z. B. der erste Elektromotor 210 und der zweite Elektromotor 215, zur besseren Sichtbarkeit anderer Komponenten weggelassen wurden. Wie zu sehen ist, weist die erste Ausgangswelle 240 ein oder mehrere erste Motoreingriffskeilverzahnungen 505, an denen der erste Elektromotor 210 an der ersten Ausgangswelle 240 gesichert wird, auf, und die zweite Ausgangswelle 240 weist ein oder mehrere zweite Motoreingriffskeilverzahnungen 510, an denen der zweite Elektromotor 215 an der zweiten Ausgangswelle 245 gesichert wird, auf. Das Sonnenrad 250 an der ersten Ausgangswelle 240 für den ersten Zahnradsatz 220 umfasst ein oder mehrere erste Sonnenradzähne 515, die zum Eingriff mit den Planetenrädern 255 in dem ersten Planetengetriebe 230 konfiguriert sind, und das Sonnenrad 250 für den zweiten Zahnradsatz 225 umfasst ein oder mehrere zweite Sonnenradzähne 520 an der zweiten Ausgangswelle 245, die zum Eingriff mit den Planetenrädern 255 in dem zweiten Planetengetriebe 235 konfiguriert sind. Bei einer Ausführung sind die Sonnenräder 250 über eine Keilverzahnungsverbindung mit ihren jeweiligen Wellen verbunden, es können jedoch in anderen Beispielen andere Arten von Verbindungen und/oder Konfigurationen verwendet werden.
  • Wie zu sehen ist, umfasst die Kupplung 280 einen Kupplungskranz 525, eine Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 und eine Kupplungsaktuatorführungshalterung 535. In dem dargestellten Beispiel umfasst der Kupplungsaktuator 330 eine Aktuatorstange 540, die sich von einem Aktuatormotor 545, der an dem Gehäuse 265 gesichert wird, erstreckt. Der Kontroller 110 des Fahrzeugs 100 ist mit einem Aktuatormotor 545 dahingehend wirkverbunden, dem Betrieb der Kupplung 280 zu steuern. Der Aktuatormotor 545 umfasst bei einer Ausführung einen elektrischen Drehmotor, der Aktuatormotor 545 kann in anderen Beispielen jedoch andere Arten von Motoren und/oder Aktuatoren, wie z. B. pneumatische oder hydraulische Linearaktuatoren, umfassen. Die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 ist zwischen dem Kupplungskranz 525 und der Aktuatorstange 540 des Kupplungsaktuators 330 wirkverbunden. Insbesondere ist ein Ende der Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 mit dem Kupplungskranz 525 gekoppelt, und das gegenüberliegende Ende ist mit der Aktuatorstange 540 verschraubt. Die Kupplungsaktuatorführungshalterung 535 wird an dem Gehäuse 265 gesichert, und die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 ist mit der Kupplungsaktuatorführungshalterung 535 schwenkverbunden. Die Kupplungsaktuatorführungshalterung 535 weist ferner einen oder mehrere Führungsflansche 550 auf, die die Aktuatorstange 540 während einer Drehung der Aktuatorstange 540 stützen. Die Aktuatorstange 540 ist an der Stelle, an der das Ende der Aktuatorarmanordnung 530 mit der Aktuatorstange 540 in Eingriff steht, mit einem Gewinde versehen. Diese Gewindeverbindung gestattet, dass der Aktuatormotor 545 die Aktuatorarmanordnung 530 durch Drehen der Aktuatorstange 540 betätigt oder bewegt. Wie durch den Doppelpfeil 555 in 5 angegeben wird, ist der Aktuatormotor 545 des Kupplungsaktuators 330 dazu konfiguriert, die Aktuatorarmanordnung 530 durch Drehen der Aktuatorstange 540 in eine im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufende Richtung zu bewegen oder zu betätigen. Durch derartiges Bewegen der Aktuatorarmanordnung 530 kann der Kontroller 110 den Kupplungskranz 525 der Kupplung 280 zwischen den Schaltstellungen erster Gang, Leerlauf und zweiter Gang bewegen.
  • 6 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht einer Kupplungswellenanordnung 600, die in dem elektrischen Antriebsstrang 200 verwendet wird. Wie gezeigt wird, weist die erste Ausgangswelle 240 einen in einem Ausrichtungsstifthohlraum 610 in der zweiten Ausgangswelle 245 aufgenommenen Ausrichtungsstift 605 zur Ausrichtung der ersten Ausgangswelle 240 auf die zweite Ausgangswelle 245 auf. Gegenüber dem Ende mit den ersten Sonnenradzähnen 515 weist die erste Ausgangswelle 240 ein oder mehrere Kupplungseingriffsgliedkeilverzahnungen 615 auf, die zum Eingriff mit einer oder mehreren ersten Welleneingriffskeilverzahnungen 620, die um eine erste Wellenöffnung 625 in dem Kupplungseingriffsglied 285 positioniert sind, konfiguriert sind. Durch diesen Eingriff zwischen den Kupplungseingriffsgliedkeilverzahnungen 615 und den ersten Welleneingriffskeilverzahnungen 620 wird das Kupplungseingriffsglied 285 an der ersten Ausgangswelle 240 gesichert, um eine Drehmomentübertragung von dem Kupplungseingriffsglied 285 auf die erste Ausgangswelle 240 zu ermöglichen.
  • Um den Außenumfang herum weist das Kupplungseingriffsglied 285 ein oder mehrere Kranzeingriffszähne 630 auf, die zum Eingriff mit dem Kupplungskranz 525 der Kupplung 280 konfiguriert sind. Das erste Bereichsglieds 290 an dem zweiten Träger 275 des zweiten Planetengetriebes 235 weist einen oder mehrere erste Bereichsgliedzähne 635 auf, die zum selektiven Eingriff mit dem Kupplungskranz 525 der Kupplung 280 konfiguriert sind, und das zweite Bereichsglieds 295 an der zweiten Ausgangswelle 245 weist einen oder mehrere zweite Bereichsgliedzähne 640 auf, die zum selektiven Eingriff mit dem Kupplungskranz 525 konfiguriert sind. Wie dargestellt wird, definiert der Kupplungskranz 525 einen Kranzhohlraum 645, in dem die Kranzeingriffszähne 630 des Kupplungseingriffsglieds 285, das erste Bereichsglieds 290 des zweiten Planetengetriebes 235 und die zweiten Bereichsgliedzähne 640 der zweiten Ausgangswelle 245 zum Eingriff mit dem Kupplungskranz 525 aufgenommen werden.
  • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kupplungseingriffsglieds 285. Zur Positionierung des Kupplungseingriffsglieds 285 in dem Kranzhohlraum 645 des Kupplungskranzes 525 weist das Kupplungseingriffsglied 285 einen Kranzausrichtungsflansch 705 auf, der sich in einer Außenumfangsrichtung erstreckt. Der Kranzausrichtungsflansch 705 an dem Kupplungseingriffsglied 285 verhindert, dass sich der Kupplungskranz 525 zu weit entlang dem Kupplungseingriffsglied 285 bewegt.
  • Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 8 definiert das erste Bereichsglieds 290 des zweiten Trägers 275 eine zweite Wellenöffnung 805, durch die sich die zweite Ausgangswelle 245 erstreckt. Um die zweite Wellenöffnung 805 herum erstrecken sich die ersten Bereichsgliedzähne 635 von einer Zahnstützrippe 810 radial nach außen. Jeder erste Bereichsgliedzahn 635 weist eine zur Kupplung weisende Fläche 815 auf, die im Wesentlichen flach und von dem Kupplungskranz 525 weg geschrägt ist, wenn die Kupplungswellenanordnung 600 verbaut ist. Der zweite Träger 275 weist ferner Planetenstiftöffnungen 820 auf, in denen die Stifte für die Planetenräder 255 gesichert werden. Die Planetenstiftöffnungen 820 sind in gegenüberliegenden Flanschen 825, die durch einen oder mehrere Stäbe oder Abstandshalter 830 voneinander beabstandet sind, ausgebildet. Wenn das zweite Planetengetriebe 235 verbaut ist, befinden sich die Planetenräder 255 in dem Zwischenraum zwischen den Flanschen 825.
  • Wie in 9 dargestellt wird, weisen die zweiten Bereichsgliedzähne 640 an der zweiten Ausgangswelle 245 jeweils eine zur Kupplung weisende Fläche 905 auf, die im Wesentlichen flach und von dem Kupplungskranz 525 weg geschrägt ist, wenn die Kupplungswellenanordnung 600 verbaut ist. Die zweite Ausgangswelle 245 weist ferner einen Abstandshalterflansch 910 auf, der die ersten Bereichsgliedzähne 635 des zweiten Planetengetriebes 235 von dem zweiten Bereichsglied 295 der zweiten Ausgangswelle 245 weg beabstandet. Insbesondere steht, wenn das Getriebe 205 verbaut ist, der Abstandshalterflansch 910 der zweiten Ausgangswelle 245 mit der Zahnstützrippe 810 des zweiten Planetengetriebes 235 in Eingriff. Zur radialen Ausrichtung der zweiten Ausgangswelle 245 auf den zweiten Träger 275 des zweiten Planetengetriebes 235 weist die zweite Ausgangswelle 245 einen Trägerring 915 auf, der in der zweiten Wellenöffnung 805 an der Zahnstützrippe 810 des zweiten Trägers 275 aufgenommen ist. Wie zu sehen ist, weist der Trägerring 915 einen Durchmesser auf, der kleiner als der Durchmesser des Abstandshalterflanschs 910 und größer als ein Motoreingriffsbereich 920 der zweiten Ausgangswelle 245 ist.
  • 10 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Kupplungskranzes 525. Wie dargestellt wird, weist der Kupplungskranz 525 einen oder mehrere Kranzzähne 1005 auf, die über den Umfang hinweg um den Kranzhohlraum 645 herum angeordnet sind. Die Kranzzähne 1005 erstrecken sich allgemein parallel um die Längsachse 305. Die Kranzzähne 1005 sind zum Kämmen mit den Kranzeingriffszähnen 630 an dem Kupplungseingriffsglied 285 zur Drehmomentübertragung von dem Kupplungskranz 525 auf die erste Ausgangswelle 240 konfiguriert. Die Kranzzähne 1005 an dem Kupplungskranz 525 sind dahingehend dimensioniert, mit den Kranzeingriffszähnen 630 an der ersten Wellenöffnung 625 in Eingriff zu bleiben, wenn der Kupplungskranz 525 während Schaltvorgängen entlang der Längsachse 305 bewegt wird.
  • Gegenüber den Kranzzähnen 1005 in dem Kupplungskranz 525 weist der Kupplungskranz 525 einen oder mehrere Schaltzähne 1010 auf, die über den Umfang hinweg um den Kranzhohlraum 645 herum angeordnet sind. Die Schaltzähne 1010 erstrecken sich allgemein parallel um die Längsachse 305. Jeder Schaltzahn 1010 weist gegenüberliegende angeschrägte Flächen 1015 auf, die im Wesentlichen flach und angeschrägt sind. Die angeschrägten Flächen 1015 sind allgemein in gleicher Art und Weise angeschrägt, so dass sie der Anschrägung der zur Kupplung weisenden Fläche 815 der ersten Bereichsgliedzähne 635 des zweiten Planetengetriebes 235 und der zur Kupplung weisenden Fläche 905 der zweiten Bereichsgliedzähne 640 an dem zweiten Bereichsglied 395 entsprechen. Diese Anschrägung gestattet, dass der Kupplungskranz 525 an einer Passfläche sitzt, um während des Eingriffs eine ratschenartige Schnittstelle zu erzeugen. Die angeschrägte Schnittstelle während dieser Ratschenbewegung erzeugt wiederum einen radialen Zentrierungskraftvektor anstatt eines Längskraftvektors, der normalerweise bewirken würde, dass der einrückende Kupplungsteil in Längsrichtung abgetrennt wird. Die Schaltzähne 1010 weisen ferner jeweils einen ersten Bereichsabschnitt 1020, einen zweiten Bereichsabschnitt 1025 und eine Bereichsabtrennnase 1030, die zwischen dem ersten Bereichsabschnitt 1020 und dem zweiten Bereichsabschnitt 1025 positioniert ist, auf.
  • Beim Einrücken sind die ersten Bereichsgliedzähne 635 des zweiten Planetengetriebes 235 dazu konfiguriert, die Schaltzähne 1010 an dem ersten Bereichsabschnitt 1020 in Eingriff zu nehmen, und die zweiten Bereichsgliedzähne 640 der zweiten Ausgangswelle 245 sind dazu konfiguriert, die Schaltzähne 1010 an dem zweiten Bereichsabschnitt 1025 in Eingriff zu nehmen. Beispielsweise greifen die ersten Bereichsgliedzähne 635 in den ersten Bereichsabschnitt 1020 der Schaltzähne 1010 ein, wenn der Kupplungskranz 525 der Kupplung 280 in einer ersten Bereichsschaltstellung positioniert ist, und die zweiten Bereichsgliedzähne 640 des zweiten Bereichsglieds 295 greifen in den zweiten Bereichsabschnitt 1025 der Schaltzähne 1010 ein, wenn der Kupplungskranz 525 in einer zweiten Bereichsschaltstellung positioniert ist.
  • Zwischen den Kranzzähnen 1005 und den Schaltzähnen 1010 in dem Kranzhohlraum 645 weist der Kupplungskranz 525 einen zweiten Bereichsausrückring 1035 auf, der im Wesentlichen glatt ist (z. B. weist der zweite Bereichsausrückring 1035 keine Zahnradzähne auf). Wenn der Kupplungskranz 525 längs positioniert ist, so dass die Schaltzähne 1010 aus den zweiten Bereichsgliedzähnen 640 an dem zweiten Bereichsglied 295 ausgerückt sind (z. B. in einer ersten Bereichs- oder Leerlaufschaltstellung), befinden sich die zweiten Bereichsgliedzähne 640 der zweiten Ausgangswelle 245 an dem zweiten Bereichsausrückring 1035. Wenn sich die zweiten Bereichsgliedzähne 640 in dem zweiten Bereichsausrückring 1035 befinden, ist das zweite Bereichsglied 295 aus dem Kupplungskranz 525 ausgerückt.
  • Auf der Außenumfangsfläche definiert der Kupplungskranz 525 eine Schaltgabelnut 1040, an der die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 (5) mit dem Kupplungskranz 525 in Eingriff steht. In dem dargestellten Beispiel wird die Schaltgabelnut 1040 zwischen einem oder mehreren Gabelnutflanschen 1045, die auf gegenüberliegenden Seiten der Schaltgabelnut 1040 positioniert sind, definiert. Durch die Schaltgabelnut 1040 kann die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 den Kupplungskranz 525 entlang der Längsachse 305 längs positionieren, so dass die Kupplung 280 zwischen der ersten, der zweiten und der Leerlaufbereitstellung schalten kann.
  • Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 11 umfasst die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 eine Schaltgabel 1105, einen Gabelaktuatorarm 1110 und eine Kupplungsfederung 1115, die die Schaltgabel 1105 mit dem Gabelaktuatorarm 1110 koppelt. Wie zuvor erwähnt wurde, wird bei einigen herkömmlichen Klauenkupplungskonstruktionen eine Synchronisierungsvorrichtung dazu verwendet, Drehzahlen zwischen in Eingriff stehenden Komponenten in Übereinstimmung zu bringen. Synchronisierungsvorrichtungen nutzen in der Regel eine Reibungsschnittstelle zwischen den Kupplungskomponenten dazu, Drehzahlen in Übereinstimmung zu bringen, bevor die Klauenkupplungszähne eingerückt werden. Durch diese Reibung wird jedoch die Energieeffizienz insgesamt reduziert, was bei elektrischen Antriebssträngen besonders problematisch sein kann. Synchronisierungsvorrichtungen erfordern in der Regel auch große Kräfte zur Erzeugung von ausreichend Drehmoment, um die Geschwindigkeiten der zwei einrückenden Kupplungskomponenten zu synchronisieren. Diese großen erforderlichen Kräfte sind mit kleinen elektrischen Aktuatoren schwer zu erzielen.
  • Wie zu sehen ist, umfasst die Kupplung 280 in dem dargestellten Beispiel keine Synchronisierungsvorrichtung. Stattdessen stellen der erste Elektromotor 210 und der zweite Elektromotor 215 Motorwellendrehzahl- und -ausrichtungsinformationen von internen Resolvern 217 und/oder anderen Sensoren der Motoren bereit, und basierend auf diesen Informationen steuert der Kontroller 110 den Betrieb der Kupplung 280 so, dass die Komponenten der Kupplung 280 während Schaltvorgängen ordnungsgemäß ausgerichtet sind. Da die Kupplung 280 eine formschlüssige Kupplung ohne eine Synchronisierungsvorrichtung wie die Klauenkupplung 325 in dem dargestellten Beispiel ist, besteht weiterhin das Risiko starker Beschädigungen der Kupplung 280 sowie anderer Komponenten, wenn die Komponenten der Kupplung 280 während Schaltvorgängen und Einrücken nicht ordnungsgemäß ausgerichtet sind. Die Kupplungsfederung 1115 koppelt die Schaltgabel 1105 elastisch mit dem Gabelaktuatorarm 1110, um Stöße auszugleichen und zu absorbieren, wenn der Gabelaktuatorarm 1110 des Kupplungskranzes 525 nicht direkt auf die ersten Bereichsgliedzähne 635 oder die zweiten Bereichsgliedzähne 640 ausgerichtet ist. Anders ausgedrückt gestattet die Kupplungsfederung 1115, dass sich die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 während einer Betätigung biegt oder auslenkt, um Beschädigungen an dem Kupplungskranz 525 sowie anderen Komponenten der Klauenkupplung 325 zu reduzieren. Dieser Elastizität gestattet ferner einen Vollhub des Endes der Kupplungsaktuatorarmanordnung 530, das mit der Aktuatorstange 540 gekoppelt ist, wodurch Abwürgen und/oder Überhitzen des Aktuatormotors 545 verhindert wird. Die Kupplungsbetätigungssteuerung gestaltet sich auch einfacher, da die Kupplungsfederung 1115 so eingestellt werden kann, dass sie nur Einrücken bei gewissen Differenzialgeschwindigkeiten oder innerhalb gewisser Differenzialgeschwindigkeitsbereiche gestattet.
  • In dem dargestellten Beispiel ist die Kupplungsaufhängung 1115 zwischen der Schaltgabel 1105 und den Gabelarmen 1125 der Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 wirkgekoppelt, es versteht sich jedoch, dass die Kupplungsfederung 1115 an einer anderen Stelle in der Kupplung 280 positioniert sein kann. Die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 umfasst ferner einen Schwenkzapfen 1120, der mit der Kupplungsaktuatorführungshalterung 535 gekoppelt ist. Der Schwenkzapfen 1120 verbindet die Schaltgabel 1105, den Gabelaktuatorarm 1110 und die Kupplungsfederung 1115 schwenkbar mit der Kupplungsaktuatorführungshalterung 535. Noch einmal, die Kupplungsfederung 1115 koppelt die Schaltgabel 1105 mit dem Gabelaktuatorarm 1110, und die Kupplungsfederung 1115 ist, wie gezeigt wird, in der Nähe des Schwenkzapfens 1120 positioniert.
  • An einem Ende gegenüber dem Schwenkzapfens 1120 weist die Schaltgabel 1105 einen oder mehrere Gabelarme 1125 auf, die mit dem Kupplungskranz 525 gekoppelt sind. Die Schaltgabel 1105 in dem dargestellten Beispiel umfasst zwei (2) Gabelarme 1125, die eine U-Form bilden. Die Schaltgabel 1105 in anderen Beispielen kann mehr oder weniger Gabelarme 1125 als gezeigt aufweisen, und die Gabelarme 1125 können verschiedene Formen aufweisen. Die Gabelarme 1125 weisen ferner ein oder mehrere Führungsbacken 1130 auf, die mit dem Ende jedes Gabelarms 1125 schwenkgekoppelt sind. Die Führungsbacken 1130 sind verschiebbar in der Schaltgabelnut 1040 des Kupplungskranzes 525 angeordnet, um zu gestatten, dass sich der Kupplungskranz 525 bezüglich der Schaltgabel 1105 dreht oder rotiert. Jede Führungsbacke 1130 weist einen Backenkörper 1135, der in der Schaltgabelnut 1040 positioniert ist, und einen Backenstift 1140, der sich von dem Backenkörper 1135 erstreckt, auf. Wie gezeigt wird, weist der Backenkörper eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Jeder Gabelarme 1125 weist eine Stiftöffnung 1145 auf, in der der Backenstift 1140 schwenkbar aufgenommen wird. Dieser Schwenkeingriff gestattet, dass der Kupplungskranz 525 auf die Längsachse 305 ausgerichtet bleibt, wenn die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 dahingehend geschenkt wird, den Kupplungskranz 525 zu bewegen oder zu verschieben.
  • Gegenüber den Gabelarmen 1125 der Schaltgabel 1105 weist der Gabelaktuatorarm 1110 einen oder mehrere Klammerarme 1150 auf, die an einem Aktuatorstangenbund 1155 gesichert werden. Der Aktuatorstangenbund ist durch Schraubverbindung an der Aktuatorstange 540 des Kupplungsaktuators 330 gesichert (5). Durch diesen Gewindeeingriff zwischen der Aktuatorstange 540 und dem Aktuatorstangenbund 1155 kann der Kupplungsaktuator 330 den Kupplungskranz 525 durch Schwenken der Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 betätigen. Gemäß der Darstellung in 11 weisen die Führungsflansche 550 jeweils eine oder mehrere Stangenführungsöffnungen 1160 zur Aufrechterhaltung der Ausrichtung der Aktuatorstange 540, wenn sich die Aktuatorstange 540 dreht, auf. Wie gezeigt wird, sind die Führungsfläche 550 quer (z. B. senkrecht) zum Schwenkzapfens 1120 positioniert. Diese Anordnung gestattet, dass der Kupplungsaktuator 330 die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 bezüglich des Schwenkzapfens 1120 schwenkt.
  • In dem in 11 dargestellten Beispiel umfasst die Kupplungsfederung 1115 eine Torsionsfeder 1165, die um einen Federteller 1170 gewickelt ist. Die Torsionsfeder 1165 weist ein Schaltgabelende 1175, das mit der Schaltgabel 1105 in Eingriff steht, und ein Aktuatorarmende 1180, das mit dem Gabelaktuatorarm 1110 in Eingriff steht, auf. Wie gezeigt wird, weist die Schaltgabel 1105 einen Gabelquerstift 1185 auf, an dem das Schaltgabelende 1175 der Torsionsfeder 1165 in Eingriff steht. Der Gabelaktuatorarm 1110 weist einen Aktuatorquerstift 1190 auf, an dem das Aktuatorarmende 1180 der Torsionsfeder 1165 in Eingriff steht. Die Torsionsfeder 1165 ist so konstruiert, dass sie normalerweise die Schaltgabel 1105 und den Gabelaktuatorarm 1110 in einer geraden Linie ausgerichtet hält. Jedoch ist die Kupplungsfederung 1115 durch die Torsionsfeder 1165 in der Lage, eine nicht starre oder flexible Verbindung zwischen der Schaltgabel 1105 und dem Gabelaktuatorarm 1110 zu erzeugen, um Beschädigungen der Kupplung 280 auf ein Minimum zu reduzieren. Wenn der Kupplungsaktuator 330 beispielsweise eine Kraft an den Gabelaktuatorarm 1110 anlegt, die einen vorbestimmten Schwellenwert (z. B. die Federkraft der Torsionsfeder 1165) übersteigt, biegt oder verbiegt sich die Schaltgabel 1105, so dass die Schaltgabel 1105 und der Gabelaktuatorarm 1110 eine gebogene Ausrichtung aufweisen. Anders ausgedrückt knickt oder biegt sich die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 zur Reduzierung potentieller Beschädigungen der Kupplung 280. Dies kann beispielsweise dann auftreten, wenn die Schaltzähne 1010 des Kupplungskranzes 525 nicht ordnungsgemäß auf die ersten Bereichsgliedzähne 635 oder die zweiten Bereichsgliedzähne 640 während Schaltvorgängen ausgerichtet sind. Wenn dies auftritt, kann der Kupplungskranz 525 aus dem Eingriff zurückweichen oder rütteln, bis die Schaltzähne 1010 des Kupplungskranzes 525 ordnungsgemäß mit den ersten Bereichsgliedzähnen 635 oder den zweiten Bereichsgliedzähne 640 kämmen.
  • Diese Fähigkeit der Kupplungsfederung 115 zum Biegen oder Verbiegen ist für formschlüssige Kupplungen 320, wie die dargestellte Klauenkupplung 325, besonders hilfreich, da formschlüssige Kupplungen 320 in der Regel zum Einrücken ohne oder mit minimalem Rutschen konstruiert sind. Das Rutschen, zu dem es beispielsweise bei Scheibenkupplungen während des Einrückens kommt, sorgt für ausreichend Toleranz zur Minimierung schädigender Rucke oder Stöße, dieses Rutschen vergeudet jedoch Energie während Schaltvorgängen, wodurch solche Kupplungen wiederum für Elektromotorkonstruktionen, wie jene, die oben beschrieben wird, weniger attraktiv sind. Bei wenig oder gar keinem Rutschen geht wenig Energie aufgrund von Reibung oder anderer Energieverbrauchsquellen während Schaltvorgängen formschlüssiger Kupplungen 320 verloren, was für das oben beschriebene Antriebsstrangsystem 105 attraktiv ist. Formschlüssige Kupplungen 320 haben jedoch keine solche Toleranzen und sind somit anfällig für Beschädigungen. Die Kupplungsfederung 1115 ermöglicht die Verwendung von energieeffizienten Klauenkupplungen 325 für das in den Zeichnungen dargestellte Antriebsstrangsystem 105.
  • Eine Methode zum Betrieb der Kupplung 280 wird nun unter Bezugnahme auf 5, 11 und 12 beschrieben. 12 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der Kupplung 280, wenn der Kupplungskranz 525 in einer Leerlaufstellung positioniert ist. Wie zu sehen ist, sind die Schaltzähne 1010 in der Leerlaufstellung über dem Abstandshalterflansch 910 der zweiten Ausgangswelle 245 positioniert, und stehen die Schaltzähne 1010 des Kupplungskranzes 525 mit den ersten Bereichsgliedzähnen 635 an dem zweiten Planetengetriebe 235 und den zweiten Bereichsgliedzähnen 640 an der zweiten Ausgangswelle 245 außer Eingriff. Noch einmal, die ersten Bereichsgliedzähne 635 und die zweiten Bereichsgliedzähne 640 weisen zur Kupplung weisende Flächen 815 bzw. zur Kupplung weisende Flächen 905 auf, die dahingehend angeschrägt oder abgewinkelt sind, mit den angeschrägten Flächen 1015 an den Schaltzähnen 1010 zusammenzufallen, um einen Zwischenraum bereitzustellen, um das Risiko von Beschädigungen in der Leerlaufstellung zu reduzieren und das Einrücken während Schaltvorgängen zu verbessern.
  • Unter Bezugnahme auf 11 und 12 dreht sich der Kupplungskranz 525 zusammen mit der ersten Ausgangswelle 240 aufgrund des Eingriffs zwischen den Kranzeingriffszähnen 630 der ersten Ausgangswelle 240 mit den Kranzzähnen 1005 des Kupplungskranzes 525. Wie durch den Doppelpfeil 1205 in 12 angegeben wird, kann der Kupplungskranz 525 bezüglich der ersten Ausgangswelle 240 entlang der Längsachse 305 gleiten. Diese Gleitbewegung wird dazu verwendet, das Schalten zu ermöglichen. Während der gesamten Gleitlängsbewegung bleiben die Kranzzähne 1005 des Kupplungskranzes 525 im Eingriff mit den Kranzeingriffszähnen 630 der ersten Ausgangswelle 240. Beispielsweise kann der Kupplungskranz 525 Drehmoment von der zweiten Ausgangswelle 245 auf die erste Ausgangswelle 240 übertragen, wenn die Kupplung 280 mit dem ersten Bereichsglied 290 oder dem zweiten Bereichsglied 295 in Eingriff steht. Es wird kein Drehmoment übertragen, wenn sich der Kupplungskranz 525 in der in 12 gezeigten Leerlaufstellung befindet, obgleich die Kranzzähne 1005 des Kupplungskranzes 525 im Eingriff mit den Kranzeingriffszähnen 630 der ersten Ausgangswelle 240 bleiben.
  • Während sich der Kupplungskranz 525 gemeinsam mit der ersten Ausgangswelle 240 dreht, gleiten die Führungsbacken 1130 der Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 in der Schaltgabelnut 1040 des Kupplungskranzes 525. Bei Betrachtung von 5 und 12 bewirkt die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530, wenn der Aktuatormotor 545 des Kupplungsaktuators 330 die Aktuatorstange 540 in die durch den Doppelpfeil 555 in 5 angegebenen Richtungen bewegt, über die Führungsbacken 1130, dass sich der Kupplungskranz 525 in die durch den Doppelpfeil 1205 in 12 angegebenen Längsrichtungen bewegt. Beispielsweise kann der Kontroller 110 ein Signal an den Kupplungsaktuator 330 zum Schalten der Kupplung 280 aus der Leerlaufstellung in die erste Schaltbereitstellung senden. Als Reaktion darauf erstreckt sich die Aktuatorstange 540 des Kupplungsaktuators30 weiter von dem Aktuatormotor 545 weg, und die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 schwenkt um den Schwenkzapfens 1120 (11), so dass die Führungsbacken 1130 bewirken, dass der Kupplungskranz 525 zu dem zweiten Planetengetriebe 235 gleitet, um das erste Bereichsglied 290 der zweiten Ausgangswelle 245 in Eingriff zu nehmen. Basierend auf Positions-, Drehzahl- und anderen Informationen von den Resolvern 217 oder anderen Sensoren in dem ersten Elektromotor 210 und dem zweiten Elektromotor 215 kann der Kontroller 110 die relative Geschwindigkeit und/oder Ausrichtung der ersten Bereichsgliedzähne 635 an dem zweiten Planetengetriebe 235 und der Schaltzähne 1010 an dem Kupplungskranz 525 bestimmen, um sicherzustellen, dass die ersten Bereichsgliedzähne 635 und die Schaltzähne 1010 ordnungsgemäß in Eingriff sind bzw. kämmen.
  • Wie zuvor erwähnt wurde, umfasst das Kupplungseingriffsglied 285 in dem dargestellten Beispiel keine Synchronisierungsvorrichtung zur Reduzierung von Energieverlusten während Schaltvorgängen. Dadurch werden die Gesamtkosten und Komplexität des Systems weiter reduziert. Die Kupplungsfederung 1115 in der Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 gestattet, dass sich die Schaltgabel 1105 bezüglich des Gabelaktuatorarms 1110 biegt oder auslenkt, wodurch wiederum das Risiko von Beschädigungen der Schaltzähne 1010 des Kupplungskranzes 525, wenn die Schaltzähne 1010 fehlausgerichtet sind oder nicht ordnungsgemäß mit den ersten Bereichsgliedzähnen 635 kämmen, reduziert wird. Sobald die ersten Bereichsabschnitt 1020 der Schaltzähne 1010 in dem Kupplungskranz 525 mit den ersten Bereichsgliedzähnen 635 des ersten Bereichsglieds 290 kämmen, kann der Kupplungskranz 525 das Drehmoment des zweiten Elektromotors 215 von dem zweiten Planetengetriebe 235 auf die erste Ausgangswelle 240 übertragen. Wenn die Kupplung 280 in dieser ersten Schaltbereichsstellung mit dem zweiten Planetengetriebe 235 in Eingriff steht, ist das von dem zweiten Elektromotor 214 an die erste Ausgangswelle 240 zugeführte Drehmoment im Vergleich dazu, wenn der zweite Elektromotor 215 denselben Betrieb unter Bedingungen in der zweiten Schaltbereitstellung durchführt, in der Regel höher und die Drehzahl in der Regel niedriger. Der Kupplungskranz 525 kann durch Zurückziehen der Aktuatorstange 540 bezüglich des Aktuatormotors 545 in die in 12 dargestellte Leerlaufstellung zurückkehren.
  • Als ein weiteres Beispiel kann der Kontroller 110 ein Signal zum Schalten der Kupplung 280 aus der Leerlaufstellung in die zweite Schaltbereichsstellung an den Kupplungsaktuator 330 senden. Wiederum kann der Kontroller 110 basierend auf Positions-, Drehzahl- und anderen Informationen von den Resolvern 217 oder anderen Sensoren in dem ersten Elektromotor 210 und dem zweiten Elektromotor 215 die relative Geschwindigkeit und/oder Ausrichtung der zweiten Bereichsgliedzähne 640 an der zweiten Ausgangswelle 245 und der Schaltzähne 1010 an dem Kupplungskranz 525 bestimmen, um sicherzustellen, dass die zweiten Bereichsgliedzähne 640 und die Schaltzähne 1010 beim Schalten in den zweiten Gangbereich ordnungsgemäß in Eingriff sind bzw. kämmen. Als Reaktion auf das Signal zum Schalten wird die Aktuatorstange 540 des Kupplungsaktuators30 zu dem Aktuatormotor 545 zurückgezogen, und die Kupplungsaktuatorarmanordnung 530 schwenkt um den Schwenkzapfens 1120 (11), so dass die Führungsbacken 1130 bewirken, dass der Kupplungskranz 525 dahingehend zu dem zweiten Bereichsglied 295 gleitet, die zweiten Bereichsgliedzähne 640 des zweiten Bereichsglieds 295 in Eingriff zu nehmen. Wiederum gestattet die Kupplungsfederung 1115 in der Kupplungsaktuatorarmanordnung 530, dass sich die Schaltgabel 1105 bezüglich des Gabelaktuatorarms 1110 biegt oder auslenkt, wodurch wiederum das Risiko von Beschädigungen der Schaltzähne 1010 des Kupplungskranzes 525, wenn die Schaltzähne 1010 fehlausgerichtet sind oder nicht ordnungsgemäß mit den zweiten Bereichsgliedzähnen 640 kämmen, reduziert wird. Sobald die zweiten Bereichsabschnitt 1025 der Schaltzähne 1010 in dem Kupplungskranz 525 mit den zweiten Bereichsgliedzähnen 640 des zweiten Bereichsglieds 295 kämmen, kann der Kupplungskranz 525 das Drehmoment des zweiten Elektromotors 215 von der zweiten Ausgangswelle 245 auf die erste Ausgangswelle 240 übertragen. Wenn die Kupplung 280 in dieser zweiten Schaltbereitstellung mit dem zweiten Planetengetriebe 235 in Eingriff steht, ist das von dem zweiten Elektromotor 215 an die erste Ausgangswelle 240 zugeführte Drehmoment im Vergleich dazu, wenn der zweite Elektromotor 215 denselben Betrieb unter Bedingungen in der ersten Schaltbereitstellung durchführt, in der Regel niedriger und die Drehzahl in der Regel höher. Der Kupplungskranz 525 kann durch Ausfahren der Aktuatorstange 540 bezüglich des Aktuatormotors 545 in die in 12 dargestellte Leerlaufstellung zurückkehren.
  • Es versteht sich, dass die Kupplungsfederung 1115 in anderen Beispielen anders konfiguriert sein kann. Beispielsweise kann die Kupplungsfederung 1115 an einer anderen Stelle in der Kupplung 280 positioniert sein und/oder andere Arten von Mechanismen verwenden. Einige andere nicht einschränkende Beispiele für die Kupplungsfederung 115, die in der Kupplung 280 verwendet werden können, werden nun unter Bezugnahme auf 13, 14 und 15 beschrieben.
  • Beispielsweise zeigt 13 eine Klauenkupplung 1305 gemäß einem anderen Beispiel. Wie zu sehen ist, sind bei der Klauenkupplung 1305 von 13 eine Reihe von Komponenten gleich wie bei der Klauenkupplung 325, die in 11 dargestellt wird, und sie funktioniert ähnlich wie diese. Beispielsweise umfasst die Klauenkupplung 1305 in 13 den Kupplungskranz 525 mit der Schaltgabelnut 1040, die Führungsbacken 1130, die in der Schaltgabelnut 1040 aufgenommen sind, die Schaltgabel 1105, den Schwenkzapfens 1120 und den Aktuatorstangenbund 1155. Der Kürze und Deutlichkeit halber werden diese gleichen Komponenten und ihre Funktion nachstehend nicht noch einmal genauer beschrieben, und es wird auf die vorstehende Erörterung dieser Komponenten verwiesen. In diesem Beispiel umfasst die Kupplungsfederung 1115 eine Blattfeder 1310, die zwischen den Aktuatorstangenbund 1155 und die Schaltgabel 1105 gekoppelt ist. Die Blattfeder 1310 ist dazu konfiguriert, sich zu biegen oder zu verbiegen, wenn die von dem Kupplungsaktuator 330 angelegte Kraft eine Schwellenhöhe übersteigt, um das Risiko von Zahnradknirschen und die resultierenden Beschädigungen des Kupplungskranzes 525 während Schaltvorgängen zu reduzieren.
  • 14 zeigt eine Klauenkupplung 1405 mit einer Kupplungsfederung, die eine oder mehrere Schraubenfedern 1410 umfasst. Die Schraubenfedern 1410 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Gabelaktuatorarms 1110 in dem Aktuatorstangenbund 1155 positioniert. Die Aktuatorstange 540 erstreckt sich durch die Schraubenfedern 1410. Die Schraubenfedern 1410 sind spiralförmig um die Aktuatorstange 540 gewunden, und die Aktuatorstange 540 ist ähnlich wie zuvor beschrieben mit dem Aktuatorstangenbund 1155 verschraubt. In dem dargestellten Beispiel sind die Schaltgabel 1105 und der Gabelaktuatorarm 1110 dahingehend miteinander verbunden oder integral ausgebildet, einen festen unitären Arm zu bilden, die er um den Schwenkzapfens 1120 schwenkt. In dem Aktuatorstangenbund 1155 ist das Ende des Gabelaktuatorarms 1110 zwischen den Schraubenfedern 1410 angeordnet. Die Schraubenfedern 1410 sind dazu konfiguriert, sich auszudehnen oder einzufedern, wenn die von dem Kupplungsaktuator 330 angelegte Kraft eine Schwellenhöhe übersteigt, um das Risiko von Zahnradknirschen und die resultierenden Beschädigungen des Kupplungskranzes 525 während Schaltvorgängen zu reduzieren.
  • Wie zuvor angemerkt wurde, kann die Kupplungsfederung 1115 an anderer Stelle in der Kupplung 280 positioniert sein. Beispielsweise kann die Schraubenfeder 1410 dahingehend in die Aktuatorstange 540 (5) integriert sein, einzufedern oder sich auszudehnen, wenn die von dem Aktuatormotor 545 angelegte Kraft eine Schwellenhöhe übersteigt. Als ein weiteres Beispiel ist die Kupplungsfederung 1115 in einer Klauenkupplung 1505 gemäß der Darstellung in 15 zwischen der Schaltgabel 1105 und den Führungsbacken 1130 positioniert. Bei der Klauenkupplung 1505 in 15 sind eine Reihe von Komponenten gleich wie bei den in 11, 13 und 14 dargestellten Kupplungen 280, und sie funktioniert ähnlich wie diese. Beispielsweise umfasst die Klauenkupplung 1305 in 13 den Kupplungskranz 525 mit der Schaltgabelnut 1040, die Führungsbacken 1130, die in der Schaltgabelnut 1040 aufgenommen sind, die Schaltgabel 1105, den Schwenkzapfen 1120 und den Aktuatorstangenbund 1155. Der Kürze und Deutlichkeit halber werden diese gleichen Komponenten und ihre Funktion nachstehend nicht noch einmal genauer beschrieben, und es wird auf die vorstehende Erörterung dieser Komponenten verwiesen.
  • In 15 umfasst die Kupplungsfederung 1115 eine Bellevillefeder 1510, die zwischen die Schaltgabel 1105 und die Führungsbacken 1130 gekoppelt ist. Die Feder 1510 in anderen Beispielen umfasst eine Wellenfeder. Bei einer anderen Variation werden die Führungsbacken 1130 weggelassen. Die Bellevillefeder 1510 ist bei dieser Variation mit der Schaltgabel 1105 schwenkverbunden, und die Bellevillefeder 1510 ist dahingehend dimensioniert und konfiguriert, zu gestatten, dass sich der Kupplungskranz 525 bezüglich der Bellevillefeder 1510 dreht, während die Bellevillefeder 1510 in der Schaltgabelnut 1040 zwischen den Gabelnutflanschen 1045 gehalten wird. Bei einer weiteren Ausführung umfasst die Kupplungsfederung 1115 mindestens zwei Bellevillefedern 1510, die in entgegengesetzte Richtungen weisen, so dass das kleinere kegelstumpfförmige oder konische Ende jeder Bellevillefeder 1510 während Schaltvorgängen zu den proximalen Gabelnutflanschen 1045 weist. Die Bellevillefeder 1510 ist dazu konfiguriert, sich zu verbiegen, wenn die von dem Kupplungsaktuator 330 an den Kupplungskranz 525 angelegte Kraft eine Schwellenhöhe übersteigt, um das Risiko von Zahnradknirschen und die resultierenden Beschädigungen des Kupplungskranzes 525 während Schaltvorgängen zu reduzieren. Im Vergleich zu anderen Federkonfigurationen kann die Bellevillefeder 1510 eine in höherem Maße konzentrische oder gleichmäßige Federkraft für den Kupplungskranz 525 bereitstellen. Die Bellevillefeder 1510 kann in der Regel auch größeren Lasten innerhalb kompakter Räume widerstehen und bietet eine längere Nutzungsdauer. Andere Federvariationen umfassen kleine Blattfedern, die mit den Führungsbacken an der Gabel verbunden sind.
  • 16 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels für einen elektrischen Antriebsstrang 1600, der bei dem Antriebsstrangsystem 105 von 1 verwendet werden kann, und 17 zeigt eine Querschnittsansicht des elektrischen Antriebsstrangs 1600. Bei dem elektrischen Antriebsstrang 1600 sind eine Reihe von Komponenten und Funktionen gleich wie bei den vorher beschriebenen (siehe z. B. 2 und 3). Der Kürze und Deutlichkeit halber werden diese gleichen Merkmale nachstehend nicht noch einmal genauer beschrieben, und es wird auf die vorstehende Erörterung verwiesen.
  • Wie dargestellt wird, umfasst der elektrische Antriebsstrang 1600 ein stufenloses Mehrmotorenleistungsgetriebe 1605. Das Getriebe 1605 des elektrischen Antriebsstrangs 1600 umfasst einen ersten Elektromotor 1610 mit einem ersten Umrichter 1612 und einen zweiten Elektromotor 1615 mit einem zweiten Umrichter 1617. Der erste Umrichter 1612 ist elektrisch zwischen das ESS 115 und den ersten Elektromotor 1610 gekoppelt, und der zweite Umrichter 1617 ist elektrisch zwischen das ESS 115 und den zweiten Elektromotor 1615 gekoppelt. Der erste Umrichter 1612 und der zweite Umrichter 1617 wandeln den Gleichstrom (DC) von dem ESS 115 in Wechselstrom (AC) um, um den ersten Elektromotor 1610 bzw. den zweiten Elektromotor 1615 zu speisen. Der erste Elektromotor 1610 und der zweite Elektromotor 1615 können auch als Generatoren wirken, wie z. B. während regenerativen Bremsens. In solch einer Situation wandeln der erste Umrichter 1612 und der zweite Umrichter 1617 den AC-Strom von dem ersten Elektromotor 1610 bzw. dem zweiten Elektromotor 1615 zu DC-Strom um, der dem ESS 115 zugeführt wird. In einem Beispiel sind der erste Elektromotor 1610 und der zweite Elektromotor ein 615 dieselbe Art von Elektromotor, so dass beide Motoren allgemein dieselbe Drehzahl- und Drehmomentabgabe innerhalb normaler Herstellungstoleranzen bereitstellen. Der erste Elektromotor 1610 und der zweite Elektromotor 1615 sind bei einer Ausführung beide Elektromotoren mit hoher Drehzahl, und bei einer anderen Ausführung sind der erste Elektromotor 1610 und der zweite Elektromotor 1615 beide Elektromotoren mit niedriger Drehzahl. Bei alternativen Variationen können der erste Elektromotor 1610 und der zweite Elektromotor 1615 verschiedenartig sein, so dass beispielsweise einer ein Motor mit hoher Drehzahl und der andere ein Motor mit niedriger Drehzahl ist.
  • Das Getriebe 1605 des elektrischen Antriebsstrangs 1600 umfasst ferner einen ersten Zahnradsatz 1620 und einen zweiten Zahnradsatz 1625, die beide an einem Ausgangsende des ersten Elektromotors 1610 und des zweiten Elektromotors ein 615 positioniert sind. Wie zu sehen ist, ist der erste Zahnradsatz 1620 an dem Ausgangsende des Gesamtgetriebes 1605, das sich in der Nähe der Antriebswelle 125 befindet, positioniert. Der zweite Zahnradsatz 1625 ist zwischen dem zweiten Elektromotor 1615 und dem ersten Zahnradsatz 1620 angeordnet oder positioniert. Diese Konfiguration hilft dabei, durch den zweiten Zahnradsatz 1625 erzeugte Geräusche zu dämpfen. In dem dargestellten Beispiel umfasst der erste Zahnradsatz 1620 ein erstes Planetengetriebe 1630, und der zweite Zahnradsatz 1625 umfasst ein zweites Planetengetriebe 1635. Der erste Elektromotor 1610 und der zweite Elektromotor 1615 weisen eine erste Ausgangswelle 1640 bzw. eine zweite Ausgangswelle 1645 zur Bereitstellung von mechanischer Drehleistung auf. In dem dargestellten Beispiel ist die zweite Ausgangswelle 1645 hohl, so dass sich die erste Ausgangswelle 1640 konzentrisch durch die zweite Ausgangswelle 1645 erstrecken kann. Ähnlich den vorherigen Beispielen weist das erste Planetengetriebe 1630 einen ersten Träger 1650, der mit der Antriebswelle 125 verbunden ist, und ein erstes Hohlrad 1652, das den ersten Träger 1650 umgibt, auf. In dem dargestellten Beispiel wird das erste Hohlrad 1652 an dem Gehäuse 265 gesichert. Das zweite Planetengetriebe 1635 weist einen zweiten Träger 1655, der mit dem ersten Zahnradsatz 1620 gekoppelt ist, und ein zweites Hohlrad 1657, das den zweiten Träger 1655 umgibt, auf.
  • Gemäß der Darstellung in 16 und ein sieben umfasst der elektrische Antriebsstrang 1600 mindestens eine schaltbare Freilaufkupplung (SOWC) 1660 mit einem Kupplungsaktuator 1662, der die SOWC 1660 mit dem zweiten Hohlrad 1657 in und außer Eingriff bringt. Durch die SOWC 1660 kann das Getriebe 1605 des elektrischen Antriebsstrangs 1600 ferner zur Gangschaltung in der Lage, so dass die Drehzahl und das Drehmoment von dem zweiten Elektromotor 1615 geändert werden können. Der zweite Zahnradsatz 1625 umfasst ferner eine Kupplung 1665 mit einem Kupplungsaktuator 1670, der die Kupplung 1665 betätigt. In einem Beispiel umfasst die Kupplung 1665 eine Klauenkupplung 1675, und bei einer bestimmten Version ist die Klauenkupplung 1675 eine Zweistellungsklauenkupplung. Der zweite Träger 1655 weist ein Kupplungseingriffsglied 1680 auf, und die zweite Ausgangswelle 1645 weist ein Bereichsglied 1685 auf. Wenn sie von dem Kupplungsaktuator 1670 betätigt wird, kann die Kupplung 1665 das Bereichsglied 1685 mit dem Kupplungseingriffsglied 1680 wirkverbinden, so dass Drehmoment von der zweiten Ausgangswelle 1645 auf den zweiten Träger 1655 übertragen wird. Das Drehmoment von dem zweiten Träger 1655 wird wiederum über das erste Planetengetriebe 1630 auf die Antriebswelle 125 übertragen. Durch Einrücken und Ausrotten der SOWC 1660 und der Klauenkupplung ein 675 in verschiedenen Kombinationen können verschiedene Gangbereiche von dem zweiten Elektromotor 1615 erzielt werden. Bei weiteren Variationen umfasst die Kupplung 1665 eine Scheibennasskupplung oder eine Scheibentrockenkupplung.
  • Der erste Elektromotor 1610 ist dauerhaft mit der Antriebswelle 125 verbunden (d. h. es gibt keine Kupplung), so dass der erste Elektromotor 1610 der Antriebswelle 125 und dem Vortriebssystem 130 durchgängig Leistung zuführen kann. Anders ausgedrückt weist der erste Elektromotor 1610 eine ununterbrochene Verbindung mit der Antriebswelle 125 auf, und der zweite Elektromotor 1615 ist über die SOWC 1660 oder die Kupplung 1665 mit der Antriebswelle 125 verbunden. Diese Konfiguration des elektrischen Antriebsstrangs 1600 ermöglicht eine Lastschaltung, bei der den Rädern 135 stets Leistung zugeführt werden kann, selbst wenn Schalten der SOWC 1660 erfolgt. Da Leistung durchgängig zugeführt wird, kann dafür gesorgt werden, dass jegliches Schalten für den Fahrer und/oder die Beifahrer im Allgemeinen nicht wahrnehmbar ist.
  • Durch die Verwendung von mehr als einem Elektromotor ist das Antriebsstrangsystem 105 so konfiguriert, dass die Verwendung von kleineren Elektromotoren für Kraftfahrzeuge für den Verbrauchermarkt zum Antrieb größerer gewerblicher Fahrzeuge, wie jener mit einer FHWA-Klasseneinstufung von vier (4) oder höher und/oder jener, die 40.000 Pfund (18,144 kg) oder mehr bewegen können, gestattet wird. In der Regel, jedoch nicht immer, sind Elektromotoren für Kraftfahrzeuge für den Verbrauchermarkt kostengünstiger, leichter und können höhere Drehzahlen im Vergleich zu Elektromotoren mit höherem Drehmoment für den gewerblichen Einsatz bereitstellen. Darüber hinaus weisen diese Motoren für den Verbrauchermarkt tendenziell eine höhere Leistungsdichte und Energieeffizienz auf, so dass die Reichweite des Fahrzeugs 100 zwischen Ladevorgängen des ESS 115 vergrößert werden kann.
  • Durch diese Mehrmotorenkonstruktion kann auch die Energie effizienter genutzt werden. Die Leistung, die Drehzahl und/oder das Drehmoment, die von dem ersten Elektromotor 1610 und dem zweiten Elektromotor 1615 bereitgestellt werden, kann so angepasst werden, dass die Motoren unter verschiedenen Betriebsbedingungen effizienter arbeiten. Beispielsweise kann die SOWC 1660 die Übersetzungsverhältnisse des zweiten Zahnradsatzes 1625 dahingehend ändern, die Ausgangsdrehzahl und/oder das Ausgangsdrehmoment, die von dem zweiten Elektromotor 1615 bereitgestellt werden, anzupassen. Die SOWC 1660 kann ferner dazu verwendet werden, den zweiten Elektromotor 1615 von dem ersten Elektromotor 1610 zu trennen, so dass der erste Elektromotor 1610 der Antriebswelle 125 die gesamte mechanische Vortriebsleistung zuführt. Gleichzeitig kann der zweite Elektromotor 1615 abgestellt werden, um Energie zu sparen und zu gestatten, dass der erste Elektromotor 1610 innerhalb eines effizienten Leistungsbands arbeitet, oder die Drehzahl des zweiten Elektromotors 1615 kann zu Schaltzwecken geändert werden. Noch einmal, da der erste Elektromotor 1610 dauerhaft mit der Antriebswelle 125 verbunden ist, kann dem Vortriebssystem 130 stets Leistung zugeführt werden, so dass jegliches Schalten des zweiten Zahnradsatzes 1625 über die SOWC 1660 für den Fahrer und/oder die Beifahrer des Fahrzeugs 100 nicht wahrnehmbar sein kann. Da der erste Elektromotor 1610 den Rädern 135 durchgängig Leistung zuführt, kann das Antriebsstrangsystem 105 während des Schaltens ausreichend Zeit in Anspruch nehmen, um Wirkungsgrad und Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs 100 zu verbessern. Das Antriebsstrangsystem 105 kann mehr als genug Zeit dafür bereitstellen, Probleme bei der zeitlichen Steuerung und Synchronisation zwischen dem ersten Elektromotor 1610, dem zweiten Elektromotor 1615, dem zweiten Zahnradsatz 1625 und/oder der SOWC 1660 zu bewältigen.
  • Begriffsglossar
  • Die in den Ansprüchen und in der Beschreibung verwendete Ausdrucksweise soll nur ihre einfache und gewöhnliche Bedeutung haben, mit Ausnahme dessen, was im Folgenden explizit definiert wird. Die Wörter in diesen Definitionen sollen nur in ihrer einfachen und üblichen Bedeutung verstanden werden. Diese einfache und übliche Bedeutung schließt alle konsistenten Wörterbuchdefinitionen aus den zuletzt veröffentlichten Webster's Wörterbüchern und Random House Wörterbüchern ein. So wie sie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, gelten für diese Begriffe und die weiter unten aufgeführten gängigen Varianten derselben die folgenden Definitionen.
  • „Achse“ bezeichnet grundsätzlich eine gerade Linie, um die sich ein Körper, ein Objekt und/oder eine geometrische Figur dreht oder drehen kann.
  • „Lager“ bezeichnet grundsätzlich ein Maschinenelement, das eine Relativbewegung beschränkt und die Reibung zwischen beweglichen Teilen auf nur die gewünschte Bewegung, wie z. B. eine Drehbewegung, reduziert. Das Lager kann beispielsweise in Form von losen Kugellagern, wie etwa in Naben mit Konus- oder Becherlagern, vorliegen. Das Lager kann auch in Form eines Kartuschenlagers vorliegen, bei dem Kugellager in einer Kartusche enthalten sind, die wie ein Hohlzylinder geformt ist, wobei sich die Innenfläche bezüglich der Außenfläche unter Verwendung von Kugellagern oder anderen Lagerarten dreht.
  • „Bellevillefeder" oder „Bellevillefederscheibe“ bezieht sich allgemein auf eine scheibenartige Feder mit einer allgemeinen Kegelstumpfform. Die Bellevillefeder kann variierende Profile aufweisen. Beispielsweise kann die Bellevillefeder flache Bereiche, die scheibenförmig sind, umfassen. Andere Beispiele haben keine flachen Kontaktbereiche. Andere Beispiele haben eine Trapez-Querschnittsform. In der Regel, jedoch nicht immer, sind die Bellevillefedern aus elastischem Material, wie z. B. Metalle und/oder Kunststoff, hergestellt.
  • „Kupplung“ bezeichnet grundsätzlich eine Vorrichtung, die zwischen zwei oder mehr Drehwellen oder anderen beweglichen Komponenten eine mechanische Kraftübertragung einkuppelt und auskuppelt. In einem Beispiel ist eine Welle üblicherweise an einer Kraftmaschine, einem Motor oder einer anderen Leistungsquelle angebracht, die als das Antriebselement wirkt, während die andere Welle (d. h. das angetriebene Element) Ausgangsleistung für die Arbeit bereitstellt. Obgleich die beteiligten Bewegungen üblicherweise Drehbewegungen sind, werden auch lineare Kupplungen verwendet, um Komponenten, die sich mit einer linearen oder nahezu linearen Bewegung bewegen, in und außer Eingriff zu bringen. Die Kupplungskomponenten können beispielsweise durch mechanische, hydraulische und/oder elektrische Betätigung in und außer Eingriff gebracht werden. Die Kupplungen können formschlüssige Kupplungen und Reibkupplungen umfassen. Nasskupplungen sind in der Regel in eine Kühlschmierflüssigkeit oder ein anderes Fluid eingetaucht, während Trockenkupplungen nicht von solchen Flüssigkeiten umspült sind. Einige nicht einschränkende Beispiele für Kupplungen umfassen Konuskupplungen, Fliehkraftkupplungen, Drehmomentbegrenzungskupplungen, Axialkupplungen, Scheibenkupplungen, Klauenkupplungen und Bandkupplungen, um nur einige zu nennen.
  • „Zahnrad“, „Zähne“ oder „Ritzel“ bezeichnet grundsätzlich ein relativ kleines Zahnrad in einem Getriebeantriebsstrang. Das Zahnrad umfasst üblicherweise eine Reihe von Zähnen, die in entsprechende Zähne an einer Zahnstange oder einer anderen verzahnten Struktur eingreifen. Üblicherweise, aber nicht immer, greift das kleinere Zahnrad in ein größeres Zahnrad oder in eine Zahnstange ein. Beim Eingriff in eine Zahnstange bewirkt die auf das Zahnrad ausgeübte Drehbewegung, dass sich die Zahnstange relativ zum Zahnrad bewegt, wodurch die Drehbewegung des Zahnrads in eine lineare Bewegung umgesetzt wird. Als nicht einschränkende Beispiele kann das Zahnrad in Differential-, Zahnstangen- und Kupplungsglocken-Antriebsstränge eingebaut werden, um nur einige zu nennen. Das Zahnrad kann auf verschiedene Weise relativ zum größeren Zahnrad oder zur Zahnstange ausgerichtet sein. Beispielsweise kann das Zahnrad in einem Differentialantrieb senkrecht zu einem Kronenrad abgewinkelt sein.
  • „Kontroller“ bezeichnet grundsätzlich eine Vorrichtung unter Verwendung mechanischer, hydraulischer, pneumatischer elektronischer Techniken und/oder eines Mikroprozessors oder Computers, der die Betriebsbedingungen eines gegebenen dynamischen Systems überwacht und physikalisch verändert. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Kontroller einen Programmable Logic Controller (PLC) der Marke Allen Bradley umfassen. Ein Kontroller kann einen Prozessor zum Durchführen von Berechnungen zum Verarbeiten von Eingaben oder Ausgaben umfassen. Ein Kontroller kann einen Speicher zum Speichern von Werten, die von dem Prozessor verarbeitet werden sollen, oder zum Speichern der Ergebnisse früherer Verarbeitungen, umfassen. Ein Kontroller kann auch dazu ausgelegt sein, zum Empfangen oder Senden von Werten, Eingaben und Ausgaben von einer Vielzahl von Eingabe- und Ausgabevorrichtungen aufzunehmen. Solche Vorrichtungen umfassen andere Computer, Tastaturen, Mäuse, Sichtanzeigen, Drucker, Industriegeräte und Systeme oder Maschinen aller Arten und Größen. Ein Kontroller kann beispielsweise ein Netzwerk oder eine Netzwerkschnittstelle steuern, um auf Anforderung verschiedene Netzwerkkommunikationen durchzuführen. Die Netzwerkschnittstelle kann Teil des Kontrollers sein oder als separat und entfernt von dem Kontroller gekennzeichnet sein. Ein Kontroller kann eine einzelne physische Rechenvorrichtung sein, wie etwa ein Desktop-Computer oder ein Laptop-Computer; oder er kann zusammengesetzt sein aus mehreren Vorrichtungen derselben Art, wie einer Gruppe von Servern, die als eine Vorrichtung in einem vernetzten Cluster arbeiten; oder er kann eine heterogene Kombination verschiedener Rechenvorrichtungen sein, die als ein Kontroller arbeiten und durch ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind. Das mit dem Kontroller verbundene Kommunikationsnetzwerk kann auch mit einem größeren Netzwerk, wie dem Internet, verbunden sein. Somit kann ein Kontroller einen oder mehrere physische Prozessoren oder andere Rechenvorrichtungen oder -schaltungen umfassen und kann auch einen beliebigen geeigneten Speichertyp umfassen. Ein Kontroller kann auch eine virtuelle Rechenplattform sein, die eine unbekannte oder schwankende Anzahl von physischen Prozessoren und Speichern oder Speichervorrichtungen aufweist. Ein Kontroller kann sich also physisch an einem einzigen geografischen Standort befinden oder über mehrere weit verstreute Standorte verteilt sein, wobei mehrere Prozessoren über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind, um als ein einziger Kontroller zu arbeiten. Mehrere Kontroller oder Rechenvorrichtungen können dazu konfiguriert sein, zur Bildung eines Netzwerks miteinander oder mit anderen Vorrichtungen über drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindungen zu kommunizieren. Netzwerkkommunikationen können verschiedene Kontroller durchlaufen, die als Netzwerkgeräte, wie Switches, Router, Firewalls oder andere Netzwerkvorrichtungen oder -schnittstellen, arbeiten, bevor sie über andere größere Computernetzwerke, wie beispielsweise das Internet, geleitet werden. Kommunikationen können auch als drahtlose Datenübertragungen, die über elektromagnetische Wellen, durch Übertragungsleitungen oder den freien Raum übertragen werden, durch das Netzwerk geleitet werden. Solche Kommunikationen umfassen die Nutzung von WiFi oder anderen drahtlosen lokalen Netzwerken (WLAN) oder eines Mobilfunksenders/-empfängers zur Datenübertragung.
  • „Controller Area Network“ oder „CAN“ bezeichnet grundsätzlich einen Fahrzeugbusstandard, der dazu konzipiert ist, Mikrocontroller, Sensoren und/oder andere Vorrichtungen in Anwendungen miteinander kommunizieren zu lassen, ohne dass ein Host-Computer erforderlich ist. CAN-Systeme umfassen ein nachrichtenbasiertes Protokoll, das ursprünglich für die elektrische Multiplex-Verdrahtung in Automobilen entwickelt wurde, jedoch auch in vielen anderen Zusammenhängen genutzt wird. Ein Fahrzeug mit einem CAN-System kann normalerweise, jedoch nicht immer, mehrere elektronische Steuergeräte („Electronic Control Units“, ECUs) umfassen, die auch als Knoten bezeichnet werden können. Diese ECUs können Motorsteuermodule („Engine Control Modules“, ECMs) und Getriebesteuermodule („Transmission Control Modules“, TCMs) sowie andere Steuereinheiten, wie z. B. Steuermodule für Airbags, Antiblockierschutz/ABS, Fahrgeschwindigkeitsregelung, elektrische Servolenkung, Audiosysteme, elektrische Fensterheber, Türen, Spiegeleinstellung, batteriegestützte und/oder hybride/elektrische Aufladesysteme, um nur einige zu nennen, umfassen. Ein CAN umfasst einen seriellen Multi-Master-Bus-Standard zum Verbinden von ECUs. Die Komplexität des ECU oder des Knotens kann von einer einfachen Eingabe/Ausgabe(E/A)-Vorrichtung bis zu einem eingebetteten Computer mit einer CAN-Schnittstelle und Software reichen. Das ECU oder der Knoten kann auch als ein Gateway fungieren, das es einem Universalcomputer ermöglicht, über eine Schnittstelle, wie über einen USB- und/oder einen Ethernet-Anschluss, mit den Vorrichtungen in dem CAN-Netzwerk zu kommunizieren. Jedes ECU umfasst üblicherweise, jedoch nicht immer, eine Zentraleinheit, einen CAN-Kontroller und einen Sender/Empfänger. Die CAN-Systeme können beispielsweise Low-Speed-CAN (128 Kbps) nach der Norm ISO 11898-3, High-Speed-CAN (512 Kbps) nach der Norm ISO 11898-2, CAN FD nach der Norm ISO 11898-1 und Single-Wire-CAN nach der Norm SAE J2411 umfassen.
  • „Koppeln“ oder „gekoppelt“ bezeichnet grundsätzlich eine indirekte und/oder direkte Verbindung zwischen den genannten Elementen, Komponenten und/oder Objekten. Oftmals bezieht sich die Art der Kopplung speziell auf die Art und Weise, wie die beiden gekoppelten Elemente zusammenwirken.
  • „Klauenkupplung“ bezeichnet grundsätzlich eine formschlüssige Kupplung des Typs, bei dem mindestens zwei Drehwellen oder andere rotierende mechanische Komponenten durch eine Presspassungsverbindung gekoppelt und entkoppelt werden. Die beiden Teile der Kupplung sind so konstruiert, dass der eine gegen den anderen drückt, so dass sich beide mit der gleichen Drehzahl ohne (oder mit nur sehr geringem) Rutschen drehen. Üblicherweise, jedoch nicht immer, umfasst ein Teil der Klauenkupplung eine Reihe von Zähnen oder anderen Vorsprüngen, die dazu ausgelegt sind, mit einem anderen Teil der Klauenkupplung, der entsprechende Aussparungen zum Aufnehmen der Zähne oder Vorsprünge umfasst, zusammenzupassen. Im Gegensatz zu Reibkupplungen, die Rutschen zulassen, werden Klauenkupplungen dort eingesetzt, wo Rutschen unerwünscht ist und/oder die Kupplung nicht zum Steuern des Drehmoments eingesetzt wird. Ohne Rutschen sind Klauenkupplungen nicht in gleicher Weise wie Reibungskupplungen von Verschleiß betroffen.
  • „Exzentrisch“ bedeutet grundsätzlich, dass eine Achse nicht im geometrischen Mittelpunkt eines Objekts angeordnet oder bezüglich einer Achse eines anderen Objekts ausgerichtet ist. Als nicht einschränkendes Beispiel weist ein exzentrisch ausgerichtetes Objekt eine Drehachse auf, die versetzt zu dem Mittelpunkt des Objekts (oder bezüglich eines anderen Objekts) angeordnet ist, so dass das Objekt in der Lage ist, eine Hin- und Herbewegung zu bewirken. Mit anderen Worten wird etwas als exzentrisch angesehen, wenn es nicht mittig angeordnet ist oder seine Achse oder ein anderer Teil nicht mittig angeordnet ist.
  • „Elektromotor“ bezeichnet grundsätzlich eine elektrische Maschine, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Normalerweise, jedoch nicht immer, arbeiten Elektromotoren durch die Wechselwirkung zwischen einem oder mehreren Magnetfeldern in dem Motor und Wicklungsströmen, um eine Kraft in Form einer Drehbewegung zu erzeugen. Elektromotoren können aus Gleichstromquellen (DC-Quellen), z. B. aus Batterien, Kraftfahrzeugen und/oder Gleichrichtern, oder aus Wechselstromquellen (AC-Quellen), z. B. einem Stromnetz, Wechselrichtern und/oder elektrischen Generatoren, mit Strom versorgt werden. Ein elektrischer Generator kann (muss jedoch nicht immer) mechanisch mit einem Elektromotor identisch sein, aber in umgekehrter Richtung arbeiten, indem er mechanische Energie aufnimmt und die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
  • "Elektronisches Steuergerät („Electronic Control Unit“, ECU) oder Elektronisches Steuermodul („Electronic Control Module“, ECM) bezeichnet grundsätzlich ein eingebettetes System in der Elektronik eines Fahrzeugs, das ein oder mehrere elektrische Systeme und/oder Teilsysteme des Fahrzeugs steuert. In der Regel, jedoch nicht immer, kommunizieren ECUs über ein Controller Area Network (CAN) und können als Knoten über das CAN wirken. Die Komplexität des ECU oder des Knotens kann von einer einfachen Eingabe/Ausgabe(E/A)-Vorrichtung bis zu einem eingebetteten Computer mit einer CAN-Schnittstelle und Software reichen. Das ECU oder der Knoten kann auch als ein Gateway fungieren, das es einem Universalcomputer ermöglicht, über eine Schnittstelle, wie über einen USB- und/oder einen Ethernet-Anschluss, mit den Vorrichtungen in dem CAN-Netzwerk zu kommunizieren. Jedes ECU umfasst üblicherweise, jedoch nicht immer, eine Zentraleinheit, einen CAN-Kontroller und einen Sender/Empfänger. Diese ECUs können beispielsweise Motorsteuermodule („Engine Control Modules“, ECMs) und Getriebesteuermodule („Transmission Control Modules“, TCMs) sowie andere Steuereinheiten, wie z. B. Steuermodule für Airbags, Antiblockierschutz/ABS, Fahrgeschwindigkeitsregelung, elektrische Servolenkung, Audiosysteme, elektrische Fensterheber, Türen, Spiegeleinstellung, batteriegestützte und/oder hybride/elektrische Aufladesysteme, um nur einige zu nennen, umfassen. Als nicht einschränkende Beispiele können Arten von ECUs ECMs, TCMs, Antriebsstrangsteuermodule („Powertrain Control Modules“, PCMs), Bremssteuermodule („Brake Control Modules“, BCMs oder EBCMs), Zentralsteuermodule („Central Control Modules“, CCMs), zentrale Zeitsteuermodule („Central Timing Modules“, CTMs), allgemeine elektronische Module („General Electronic Modules“, GEMs), Karosserie-Steuermodule („Body Control Modules“, BCMs) und/oder Aufhängungssteuermodule („Suspension Control Modules“, SCMs) umfassen, um nur einige zu nennen.
  • „Energiespeichersystem“ („Energy Storage System“, ESS) oder „Energiespeichereinheit“ bezeichnet grundsätzlich eine Vorrichtung, die zu einem Zeitpunkt erzeugte Energie für eine Verwendung zu einem späteren Zeitpunkt aufnimmt. Die Energie kann dem ESS in einer oder mehreren Formen zugeführt werden, einschließlich beispielsweise als Strahlung, chemische Energie, Gravitationspotential, elektrisches Potenzial, Elektrizität, erhöhte Temperatur, Latentwärme und kinetische Energieformen. Das ESS wandelt die Energie aus Formen, die schwer zu speichern sind, in praktischer und/oder ökonomischer speicherbare Formen um. Als nicht einschränkende Beispiele können Techniken zum Speichern der Energie in dem ESS Folgendes umfassen: mechanische Speichertechniken, wie beispielsweise Druckluftspeicherung, Schwungräder, Vorrichtungen zur Schwerkraftspeicherung, Federn und Hydraulikspeicher; elektrische und/oder elektromagnetische Speichertechniken, wie beispielsweise Verwendung von Kondensatoren, Superkondensatoren und supraleitenden magnetischen Energiespeicherspulen; biologische Techniken, wie beispielsweise die Nutzung von Glykogen, Biokraftstoff und Stärkespeichermedien; elektrochemische Speichertechniken, wie beispielsweise Verwendung von Flussbatterien, wiederaufladbaren Batterien und Ultrabatterien; thermische Speichertechniken, beispielsweise Verwendung von eutektischen Systemen, Salzschmelze-Speicherung, Phasenwechselmaterialien und Dampfspeichern; und/oder chemische Speichertechniken, beispielsweise Verwendung von hydratisierten Salzen, Wasserstoff und Wasserstoffperoxid. Gängige Beispiele für ESS umfassen Lithium-Ionen-Batterien und Superkondensatoren.
  • „Befestigungselement“ bezeichnet grundsätzlich eine Hardwarevorrichtung, die zwei oder mehr Objekte mechanisch miteinander verbindet oder auf andere Weise befestigt. Als nicht einschränkende Beispiele kann das Befestigungselement Bolzen, Dübel, Nägel, Muttern, Zapfen, Stifte, Nieten, Schrauben und Druckknöpfe umfassen, um nur einige zu nennen.
  • „Eben“ bezeichnet grundsätzlich eine glatte und gleichmäßige Oberfläche ohne ausgeprägte Klumpen und/oder Vertiefungen.
  • „Zahnradsatz“ bezeichnet grundsätzlich ein System von Zahnrädern, die Leistung von einer mechanischen Komponente auf eine andere übertragen. Beispielsweise kann ein Zahnradsatz eine Kombination aus zwei oder mehr Zahnrädern umfassen, die auf dahingehend an Drehwellen befestigt sind, Drehmoment und/oder Leistung zu übertragen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Zahnradsatz beispielsweise einen Planetenradsatz umfassen.
  • „Schraubenfeder“ bezeichnet grundsätzlich eine Art von Feder, die spiralförmig ausgebildet ist und zur Ausgangslänge der Feder zurückkehrt, wenn die Belastung aufgehoben wird. In der Regel, jedoch nicht immer, sind Schraubenfedern aus elastischem Material, wie z. B. Metall und/oder Kunststoff, hergestellt. Beispielsweise können Schraubenfedern Zugfedern, Druckfedern und Torsionsfedern umfassen, um nur einige zu nennen.
  • „Motor mit hoher Drehzahl" bezeichnet grundsätzlich einen Motor, der ohne die Verwendung von Zahnradsätzen oder anderen ähnlichen Einrichtungen zur Drehzahlsteigerung eine maximale Ausgangsdrehzahl von mindestens 5000 U/min (Umdrehungen pro Minute) aufweist.
  • „Unterbrechbare Verbindung“ bezeichnet grundsätzlich eine mechanische Verbindung zwischen zwei mechanischen Komponenten, die in der Lage ist, während des normalen Betriebs die Kontinuität zu unterbrechen, so dass die Komponenten je nach Wunsch mechanisch getrennt und wieder verbunden werden können. Im getrennten Zustand können die Komponenten einander keine mechanische Leistung zuführen. Die unterbrechbare Verbindung kann mehrere Komponenten, wie z. B. mehrere Wellen und Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen, umfassen. Die unterbrechbare Verbindung umfasst mindestens einen Mechanismus, wie z. B. eine Kupplung, der dazu ausgelegt ist, die mechanische Verbindung zwischen den Komponenten während des normalen Betriebs zu trennen und wieder zu verbinden.
  • „Lateral“ bezeichnet grundsätzlich auf einer Seite befindlich, zu einer Seite weisend oder von einer Seite kommend.
  • „Blattfeder“ bezeichnet grundsätzlich eine Art von Feder, die aus einem oder mehreren Streifen aus elastischem Material hergestellt ist. Bei einer Ausführung sind mehrere Streifen aus elastischem Material zur Ausbildung der Blattfeder aufeinandergeschichtet, und bei weiteren Ausführungen bildet ein einziger Streifen aus elastischem Material, wie z. B. Metall und/oder Kunststoff, die Blattfeder. Die Blattfedern können gebogen oder im Wesentlichen gerade sein. Die Blattfeder kann ferner einen Rahmen umfassen, an dem die Enden der Streifen angebracht sind.
  • „Längs“ bezieht sich grundsätzlich auf die Länge oder die Abmessung eines Objekts in Längsrichtung anstatt in Querrichtung.
  • „Motor mit niedriger Drehzahl" bezeichnet grundsätzlich einen Motor, der ohne die Verwendung von Zahnradsätzen oder anderen ähnlichen Einrichtungen zur Drehzahlsteigerung eine maximale Ausgabe Drehzahl von weniger als 5000 U/min (Umdrehungen pro Minute) aufweist.
  • „Motor“ bezeichnet grundsätzlich eine Maschine, die Antriebsleistung für eine Vorrichtung mit beweglichen Teilen liefert. Der Motor kann mit einem Rotor versehene Motoren und Linearmotoren umfassen. Der Motor kann auf beliebig viele Arten angetrieben werden, wie z. B. über Elektrizität, interne Verbrennung, Pneumatik und/oder hydraulische Leistungsquellen. Als nicht einschränkende Beispiele kann der Motor einen Servomotor, einen Pneumatikmotor, einen Hydraulikmotor, eine Dampfmaschine, einen Pneumatikkolben, einen Hydraulikkolben und/oder einen Verbrennungsmotor umfassen.
  • „Planetengetriebe" oder „Planetenradsatz“ bezeichnen grundsätzlich ein System von mindestens zwei Zahnrädern, die so befestigt sind, dass die Mitte von mindestens einem Zahnrad die Mitte des anderen umläuft. Anders ausgedrückt umfasst das Planetengetriebe ein System von Epizykloidenrädern, bei dem mindestens eine Zahnradachse die Achse eines anderen Zahnrads umläuft. In einem Beispiel verbindet ein Träger die Mittelpunkte der beiden Zahnräder und dreht sich dahingehend, ein Zahnrad, das als Planetenrad bezeichnet wird, um das andere, das üblicherweise als Sonnenrad bezeichnet wird, zu tragen. Üblicherweise, jedoch nicht immer, kämmen die Planeten- und Sonnenräder, so dass ihre Teilkreise ohne Rutschen abrollen. Ein Punkt auf dem Teilkreis des Planetenrads zieht normalerweise eine Epizykloidenkurve. In einem vereinfachten Fall ist das Sonnenrad feststehend und das eine oder die mehreren Planetenräder rollen um das Sonnenrad. In anderen Beispielen kann ein Epizykloidenzahnradsatz so zusammengesetzt sein, dass das Planetenrad auf der Innenseite des Teilkreises eines festen, äußeren Zahnkranzes oder eines Hohlrades, das manchmal als Zahnring bezeichnet wird, abrollt. In diesem Fall ist die Kurve, die von einem Punkt auf dem Teilkreis des Planetenzahnrads gezogen wird, eine Hypozykloide. Ein Planetengetriebe wird in der Regel dazu verwendet, große Drehmomentlasten in kompakter Form zu übertragen.
  • „Formschlüssige Kupplung“ bezeichnet grundsätzlich einen Kupplungstyp, der dazu ausgelegt ist, Drehmoment ohne Rutschen zu übertragen, z. B. durch eine mechanische Presspassungsverbindung. Einige Beispiele für formschlüssige Kupplungen umfassen Klemmbackenkupplungen (z. B. quadratische oder spiralförmige Klemmbackenkupplungen) und Klauenkupplungen.
  • „Antriebsstrang“ bezeichnet grundsätzlich Vorrichtungen und/oder Systeme, die verwendet werden, um gespeicherte Energie zu Antriebszwecken in kinetische Energie umzuwandeln. Der Antriebsstrang kann mehrere Leistungsquellen umfassen und in nicht radbasierten Fahrzeugen eingesetzt werden. Als nicht einschränkende Beispiele können die gespeicherten Energiequellen chemische, solare, nukleare, elektrische, elektrochemische, kinetische und/oder andere potentielle Energiequellen umfassen. Beispielsweise umfasst der Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug die Vorrichtungen, die Leistung erzeugen und die Leistung an die Straßenoberfläche, Wasser und/oder Luft abgeben. Diese in dem Antriebsstrang vorhandenen Vorrichtungen umfassen Kraftmaschinen, Motoren, Getriebe, Antriebswellen, Differentiale und/oder Endantriebskomponenten (z. B. Antriebsräder, Gleisketten, Propeller, Triebwerke usw.).
  • „Resolver“ bezeichnet grundsätzlich einen Typ von Drehsensor zum Messen des Grads der Drehung, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung einer Drehvorrichtung. In einem Beispiel umfasst der Resolver einen elektrischen Drehüberträger, der zur Messung von Drehgraden, wie z. B. in einem Elektromotor, einem Generator und/oder einem Getriebe, eingesetzt wird. Der Resolver kann analoge oder digitale elektrische Vorrichtungen umfassen. Der Resolver kann als zweipoliger Resolver oder mehrpoliger Resolver ausgebildet sein. Andere Arten von Resolvern umfassen Resolverempfänger und Differentialresolver.
  • „Rotor“ bezeichnet grundsätzlich einen Teil oder einen Abschnitt in einer Maschine, der sich in einer stationären Komponente, die üblicherweise als Stator bezeichnet wird, oder um diese herum dreht. Der Rotor ist der sich bewegende oder drehende Teil eines rotatorischen Systems, wie es in Generatoren, Elektromotoren, Sirenen, Schlammmotoren, Turbinen und/oder biologischen Rotoren zu finden ist. In einem besonderen, nicht einschränkenden Beispiel umfasst der Rotor den rotierenden Abschnitt eines Generators und/oder Motors, insbesondere eines Induktionsmotors.
  • „Schaltbare Einwegkupplung“ („Selectable One-Way Clutch“, SOWC) bezeichnet grundsätzlich einen Kupplungstyp, der so gesteuert werden kann, dass er in mindestens einer Drehrichtung sperrt. Einwegkupplungen sind üblicherweise (jedoch nicht immer) dazu konstruiert, Drehmoment zu übertragen oder zu sperren, wenn sie in eine Richtung gedreht werden, und eine Drehbewegung oder einen Freilauf zu gestatten, wenn sie in die entgegengesetzte Richtung gedreht werden. Die SOWC ist eine Einwegkupplung von der Art, die verwendet werden kann, um zu steuern, wann und/oder in welcher Richtung die Drehung gesperrt oder freigegeben ist. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die SOWC dahingehend aktiviert werden, zu sperren, um ein Drehmoment zu übertragen, wenn ein Drehmoment in einer Drehrichtung aufgebracht wird, und in der entgegengesetzten Drehrichtung eine Freilauf- oder Rutschbewegung zu ermöglichen. Bei anderen Varianten kann die SOWC zeitweise dahingehend gesteuert werden, eine Freilaufbewegung in beiden Drehrichtungen zu ermöglichen, oder dahingehend gesperrt werden, eine Drehmomentübertragung in beiden Drehrichtungen zu gestatten. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die SOWC dahingehend gesteuert werden, die gesperrte Drehrichtung und die Freilaufdrehrichtung zu wechseln oder zu ändern. Beispielsweise kann die SOWC bei einem Betriebszustand gesperrt werden, wenn sie entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, und kann sich im Uhrzeigersinn im Freilauf drehen; und bei anderen Betriebszuständen kann die SOWC so geschaltet werden, dass die SOWC in der im Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung gesperrt ist und sich in der entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung im Freilauf dreht. Einige nicht einschränkende Beispiele für SOWC-Konstruktionen umfassen Rollenkonstruktionen, Klemmkörperkonstruktionen, Spiralkonstruktionen und Konstruktionen des Typs „mechanische Diode“. Die SOWC kann auf verschiedene Art und Weise gesteuert oder betätigt werden, wie z. B. durch mechanische und/oder elektrische Betätigung. Beispielsweise kann die SOWC mit Aktuatoren des hydraulischen, pneumatischen und/oder elektrischen Typs betätigt werden, um nur einige zu nennen.
  • „Sensor“ bezeichnet grundsätzlich ein Objekt, dessen Zweck darin besteht, Ereignisse und/oder Veränderungen in der Umgebung des Sensors zu erfassen und dann eine entsprechende Ausgabe bereitzustellen. Sensoren umfassen Wandler, die verschiedene Arten von Ausgaben, wie etwa elektrische und/oder optische Signale, bereitstellen. Als nicht einschränkende Beispiele können die Sensoren Drucksensoren, Ultraschallsensoren, Feuchtigkeitssensoren, Gassensoren, Bewegungssensoren, Beschleunigungssensoren, Wegsensoren, Kraftsensoren, optische Sensoren und/oder elektromagnetische Sensoren umfassen. In einigen Beispielen umfassen die Sensoren Strichcodeleser, RFID-Leser und/oder Sichtsysteme.
  • „Feder“ bezeichnet grundsätzlich ein elastisches Objekt, das mechanische Energie speichert. Die Feder kann eine elastische Vorrichtung umfassen, die zusammengedrückt, auseinandergezogen und/oder verdreht werden kann, jedoch bei Freigabe in ihre frühere Form zurückkehrt. Die Feder kann aus elastischem oder nachgiebigem Material, wie z. B. Metall und/oder Kunststoff, hergestellt sein. Die Feder kann Lasten in vielen Formen entgegenwirken oder diesen widerstehen und eine Kraft von konstanter oder variabler Höhe anlegen. Beispielsweise kann die Feder eine Zugfeder, eine Druckfeder, eine Torsionsfeder, eine konstante Feder und/oder eine variable Feder umfassen. Die Feder kann viele Formen annehmen, wie z. B. eine Flachfeder, eine maschinell ausgearbeitete Feder und/oder eine stangenförmige Feder. Als nicht einschränkende Beispiele können die Federn verschiedene Schraubenfedern, Taschenfedern, Bonnellfedern, versetzte Federn, durchgängige Federn, Cantileverfedern, Evolutfedern, Haarfedern, Blattfedern, V-förmige Federn, Gasdruckfedern, Torsionsfedern, Gummibänder, Federscheiben und/oder Wellenfedern umfassen, um nur einige zu nennen.
  • „Stator“ bezeichnet grundsätzlich einen stationären Teil oder Abschnitt in einer Maschine, in dem oder um den ein rotierender Teil, der gemeinhin als ein Rotor bezeichnet wird, umläuft. Der Stator ist die stationäre Komponente eines rotatorischen Systems, wie es in Generatoren, Elektromotoren, Sirenen, Schlammmotoren, Turbinen und/oder biologischen Rotoren zu finden ist. In einem besonderen, nicht einschränkenden Beispiel umfasst der Stator den stationären Abschnitt eines Generators und/oder Motors, insbesondere eines Induktionsmotors.
  • „Im Wesentlichen“ bezeichnet grundsätzlich den Grad, um den eine quantitative Darstellung von einer angegebenen Referenz abweichen kann, ohne dass dies zu einer wesentlichen Änderung der Grundfunktion des betreffenden Gegenstands führt. Der Begriff „im Wesentlichen“ wird hier verwendet, um den inhärenten Grad an Ungewissheit darzustellen, der einem beliebigen quantitativen Vergleich, einem beliebigen Wert, einer beliebigen Messung und/oder einer beliebigen anderen Darstellung zugeschrieben werden kann.
  • „Symmetrisch“ bezeichnet grundsätzlich eine Eigenschaft von etwas, das zwei Seiten oder Hälften aufweist, die beispielsweise in Form, Größe und/oder Stil, im Verhältnis zueinander gleich sind. Anders ausgedrückt beschreibt „symmetrisch“ etwas, das Spiegelbildlichkeit aufweist.
  • „Synchronisationsvorrichtung" oder „Synchronisationsmechanismus“ („Synchrongetriebe (Synchromesh)“) bezeichnet grundsätzlich eine Vorrichtung, die eine Konuskupplung und einen Synchronring umfasst und durch Reibung die Drehzahlen eines Zahnrads und eines Gangwählers auf dieselbe Drehzahl bringt. In einem Beispiel rückt zuerst die Konuskupplung ein, bevor die Zähne des Zahnrads und des Gangwählers miteinander in Eingriff kommen können, was wiederum durch Reibung den Gangwähler und das Zahnrad auf dieselbe Drehzahl bringt. Bis zur Synchronisation wird durch den Synchronring verhindert, dass die Zähne des Zahnrads und des Gangwählers in Kontakt kommen. Bei der Synchronisation wird die Reibung am Synchronring entlastet und der Synchronring verdreht sich leicht. Durch diese Verdrehbewegung werden Nuten oder Einkerbungen zueinander ausgerichtet, die ein weiteres Passieren des Gangwählers ermöglichen, wodurch die Zähne zusammengebracht werden.
  • „Getriebe“ bezeichnet grundsätzlich ein Leistungssystem, das eine gesteuerte Anwendung mechanischer Leistung bereitstellt. Das Getriebe nutzt Zahnräder und/oder Zahnradsätze, um Drehzahl-, Richtungs- und/oder Drehmomentumwandlungen von einer rotierenden Leistungsquelle an eine andere Vorrichtung bereitzustellen.
  • „Quer" bezeichnet grundsätzlich Dinge, Achsen, gerade Linien, Ebenen oder geometrische Formen, die sich nicht parallel und/oder kreuzweise zueinander erstrecken. Beispielsweise können in einer Queranordnung Linien im rechten Winkel oder senkrecht zueinander verlaufen, die Linien können jedoch auch in anderen, nicht geraden Winkeln, wie z. B. spitzen, stumpfen oder überstumpfen Winkeln, zueinander verlaufen. Quer verlaufende Linien können beispielsweise auch Winkel von mehr als null (0) Grad bilden, so dass die Linien nicht parallel sind. Wenn sie in Querrichtung verlaufen, müssen sich die Linien oder anderen Dinge nicht unbedingt überschneiden, können sich aber überschneiden.
  • „Ununterbrochene Verbindung" bezeichnet grundsätzlich eine mechanische Verbindung zwischen zwei mechanischen Komponenten ohne jegliche Unterbrechung der Kontinuität, so dass mechanische Kraft je nach Wunsch auf kontinuierlicher Basis übertragen werden kann. Die ununterbrochene Verbindung erfordert keine einheitliche Verbindung, so dass die ununterbrochene Verbindung mehrere Komponenten, wie z. B. mehrere Wellen und Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen, umfassen kann. Der ununterbrochenen Verbindung fehlen Mechanismen oder andere Strukturen, wie z. B. Kupplungen, die dazu ausgelegt sind, die mechanische Verbindung zwischen den Komponenten während des normalen Betriebs zu trennen und wieder zu verbinden. Es versteht sich, dass es bei der ununterbrochenen Verbindung gelegentlich zu unbeabsichtigten Brüchen kommen kann, welche die Komponenten voneinander trennen, der Aufbau der ununterbrochenen Verbindung ist jedoch nicht so konzipiert, dass er solche Brüche und daraus resultierende Trennungen erleichtert.
  • „Fahrzeug" bezeichnet grundsätzlich eine Maschine, die Personen und/oder Fracht transportiert. Übliche Fahrzeugtypen können Landfahrzeuge, Amphibienfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge und Raumfahrzeuge umfassen. Als nicht einschränkende Beispiele können Landfahrzeuge Wagen, Karren, Motorroller, Fahrräder, Motorräder, Kraftfahrzeuge, Busse, Lastwagen, Sattelauflieger, Züge, Trolleys und Straßenbahnen umfassen. Amphibienfahrzeuge können beispielsweise Luftkissenfahrzeuge und DUKW-Amphibienfahrzeuge umfassen, und Wasserfahrzeuge können Schiffe, Boote und U-Boote umfassen, um nur einige Beispiele zu nennen. Gängige Arten von Luftfahrzeugen umfassen Flugzeuge, Hubschrauber, Tragschrauber und Ballons, und Raumfahrzeuge können beispielsweise Raketen und raketengetriebene Flugzeuge umfassen. Das Fahrzeug kann über zahlreiche Arten von Leistungsquellen verfügen. So kann das Fahrzeug beispielsweise durch menschliche Antriebsleistung angetrieben, elektrisch angetrieben, durch chemische Verbrennung angetrieben, nuklear angetrieben und/oder solar angetrieben werden. Die Richtung, die Geschwindigkeit und der Betrieb des Fahrzeugs können von Menschen gesteuert werden, autonom gesteuert werden und/oder teilautonom gesteuert werden. Beispiele für autonom oder teilautonom gesteuerte Fahrzeuge umfassen fahrerlose Transportfahrzeuge („Automated Guided Vehicles“, AGVs) und Drohnen.
  • Der Begriff „oder“ ist einschließend und bedeutet „und/oder“.
  • Es wird angemerkt, dass die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen verwendeten Singularformen „ein“, „eine“, „eines“ und „der“, „die“ und „das“ und dergleichen auch die Pluralformen umfassen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes erwähnt wird. Wenn beispielsweise die Beschreibung und/oder die Ansprüche sich auf „eine Vorrichtung“ oder „die Vorrichtung“ beziehen, umfassen sie eine oder mehrere solcher Vorrichtungen.
  • Es wird angemerkt, dass richtungsweisende Begriffe wie „aufwärts“, „abwärts“, „oben“, „unten“, „seitlich“, „längsgerichtet“, „radial“, „in Umfangsrichtung“, „horizontal“, „vertikal“ usw. hier nur der Einfachheit halber verwendet werden, um dem Leser das Verständnis der dargestellten Ausführungsformen zu erleichtern, und es ist nicht beabsichtigt, dass die Verwendung dieser richtungsweisenden Begriffe die beschriebenen, dargestellten und/oder beanspruchten Merkmale in irgendeiner Weise auf eine bestimmte Richtung und/oder Ausrichtung beschränkt.
  • Obgleich die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung detailliert dargestellt und beschrieben wurde, ist diese als veranschaulichend und als nicht einschränkend zu betrachten, wobei es sich versteht, dass nur die bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurde und dass alle Änderungen, Äquivalente und Abwandlungen, die unter den Grundgedanken der Erfindungen fallen, der durch die folgenden Ansprüche definiert ist, geschützt werden sollen. Alle Veröffentlichungen, Patente und Patentanmeldungen, die in dieser Beschreibung zitiert werden, werden an dieser Stelle durch Bezugnahme aufgenommen, als ob jede einzelne Veröffentlichung, jedes einzelne Patent oder jede einzelne Patentanmeldung ausdrücklich und individuell als durch Bezugnahme aufgenommen und in ihrer Gesamtheit hier aufgeführt wäre.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Fahrzeug
    105
    Antriebsstrangsystem
    110
    Kontroller
    115
    ESS
    120
    CAN
    125
    Antriebswelle
    130
    Vortriebssystem
    135
    Räder
    140
    Stromkabel
    200
    elektrischer Antriebsstrang
    205
    Getriebe
    210
    erster Elektromotor
    215
    zweiter Elektromotor
    217
    Resolver
    220
    erster Zahnradsatz
    225
    zweiter Zahnradsatz
    230
    erstes Planetengetriebe
    235
    zweites Planetengetriebe
    240
    erste Ausgangswelle
    245
    zweite Ausgangswelle
    250
    Sonnenrad
    255
    Planetenräder
    260
    Hohlrad
    265
    Gehäuse
    270
    erster Träger
    275
    zweiter Träger
    280
    Kupplung
    285
    Kupplungseingriffsglied
    290
    erstes Bereichsglied
    295
    zweites Bereichsglied
    300
    Elektromotorgetriebe
    305
    Längsachse
    310
    Rotor
    315
    Stator
    320
    formschlüssige Kupplung
    325
    Klauenkupplung
    330
    Kupplungsaktuator
    505
    erste Motoreingriffskeilverzahnungen
    510
    zweite Motoreingriffskeilverzahnungen
    515
    erste Sonnenradzähne
    520
    zweite Sonnenradzähne
    525
    Kupplungskranz
    530
    Kupplungsaktuatorarmanordnung
    535
    Kupplungsaktuatorführungshalterung
    540
    Aktuatorstange
    545
    Aktuatormotor
    550
    Führungsflansche
    555
    Doppelpfeil
    600
    Kupplungswellenanordnung
    605
    Ausrichtungsstift
    610
    Ausrichtungsstifthohlraum
    615
    Kupplungseingriffsgliedkeilverzahnungen
    620
    Welleneingriffskeilverzahnungen
    625
    erste Wellenöffnung
    630
    Kranzeingriffszähne
    635
    erste Bereichsgliedzähne
    640
    zweite Bereichsgliedzähne
    645
    Kranzhohlraum
    705
    Kranzausrichtungsflansch
    805
    zweite Wellenöffnung
    810
    Zahnstützrippe
    815
    zur Kupplung weisende Fläche
    820
    Planetenstiftöffnungen
    825
    Flansche
    830
    Abstandshalter
    905
    zur Kupplung weisende Fläche
    910
    Abstandshalterflansch
    915
    Trägerring
    920
    Motoreingriffsbereich
    1005
    Kranzzähne
    1010
    Schaltzähne
    1015
    angeschrägte Flächen
    1020
    erster Bereichsabschnitt
    1025
    zweiter Bereichsabschnitt
    1030
    Bereichsabtrennnase
    1035
    zweiter Bereichsausrückring
    1045
    Gabelnutflansche
    1105
    Schaltgabel
    1110
    Gabelaktuatorarm
    1115
    Kupplungsfederung
    1120
    Schwenkzapfens
    1125
    Gabelarme
    1130
    Führungsbacken
    1135
    Backenkörper
    1140
    Backenstift
    1145
    Stiftöffnung
    1150
    Klammerarme
    1155
    Aktuatorstangenbund
    1160
    Stangenführungsöffnungen
    1165
    Torsionsfeder
    1170
    Federteller
    1175
    Schaltgabelende
    1180
    Aktuatorarmende
    1185
    Gabelquerstift
    1190
    Aktuatorquerstift
    1205
    Doppelpfeil
    1305
    Klauenkupplung
    1310
    Blattfeder
    1405
    Klauenkupplung
    1410
    Schraubenfeder
    1505
    Klauenkupplung
    1510
    Bellevillefeder
    1600
    elektrischer Antriebsstrang
    1605
    Getriebe
    1610
    erster Elektromotor
    1612
    erster Umrichter
    1615
    zweiter Elektromotor
    1617
    zweiter Umrichter
    1040
    Schaltgabelnut
    1620
    erster Zahnradsatz
    1625
    zweiter Zahnradsatz
    1635
    zweites Planetengetriebe
    1640
    erste Ausgangswelle
    1645
    zweite Ausgangswelle
    1650
    erster Träger
    1652
    erstes Hohlrad
    1655
    zweiter Träger
    1657
    zweites Hohlrad
    1660
    SOWC
    1662
    Kupplungsaktuator
    1665
    Kupplung
    1670
    Kupplungsaktuator
    1675
    Klauenkupplung
    1680
    Kupplungseingriffsglied
    1685
    Bereichsglied

Claims (30)

  1. Antriebsstrangsystem (105), das Folgendes umfasst: einen ersten Elektromotor (210, 1610) mit einer ununterbrochenen Verbindung zu einem Ausgang; einen zweiten Elektromotor (215, 1615) mit einer mit dem Ausgang verbundenen Kupplung (280, 1665); und wobei die Kupplung (280, 1665) eine Kupplungsfederung (1115) umfasst, die dazu konfiguriert ist, die Kupplung (280, 1665) während eines nicht ordnungsgemäßen Eingriffs auszulenken.
  2. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei der zweite Elektromotor (215, 1615) über die Kupplung (280) mit dem Ausgang verbunden ist.
  3. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (280, 1665) eine formschlüssige Kupplung umfasst.
  4. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 3, wobei die formschlüssige Kupplung eine Klauenkupplung (325, 1305, 1405, 1505, 1675) umfasst.
  5. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplungsfederung (1115) eine Torsionsfeder (1165) umfasst, die um einen Schwenkzapfen (1120) gewunden ist.
  6. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 5, wobei die Kupplungsfederung (1115) ferner eine Schaltgabel (1105) und einen Gabelaktuatorarm (1110) umfasst, die über den Schwenkzapfen (1120) schwenkgekoppelt sind.
  7. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplungsfederung (1115) eine Blattfeder (1310) umfasst.
  8. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplungsfederung (1115) eine Schraubenfeder (1410) umfasst.
  9. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplungsfederung (1115) eine Bellevillefeder (1510) umfasst.
  10. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: einen Kontroller (110), der dazu konfiguriert ist, die Kupplung (280, 1665) basierend auf Resolverinformationen von dem ersten und dem zweiten Elektromotor (210, 215, 1610, 1615) einzurücken.
  11. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (280, 1665) einen einzigen Aktuator aufweist.
  12. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (280, 1665) eine mechanisch-elektrische Hybridkupplung umfasst.
  13. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (280, 1665) eine Scheibennasskupplung umfasst.
  14. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (280, 1665) eine Scheibentrockenkupplung umfasst.
  15. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (280, 1665) eine Freilaufkupplung umfasst.
  16. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 15, wobei die Freilaufkupplung eine schaltbare Freilaufkupplung (SOWC) umfasst.
  17. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: ein Planetengetriebe (230, 235, 1635), das dazu konfiguriert ist, Drehmoment von dem zweiten Elektromotor (215, 1615) basierend auf einer Kupplungsstellung der Kupplung (280, 1665) zu ändern.
  18. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 17, wobei die Kupplung (280, 1665) einen Aktuator und eine schaltbare Freilaufkupplung (SOWC) aufweist.
  19. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 17, wobei die Kupplung (280, 1665) dazu konfiguriert ist, das Planetengetriebe (230, 235, 1635) zur Änderung des Drehmoments von dem zweiten Elektromotor (215, 1615) in Eingriff zu nehmen.
  20. Antriebsstrangsystem (105), das Folgendes umfasst: einen ersten Elektromotor (210, 1610) mit einer ununterbrochenen Verbindung zu einem Ausgang; einen zweiten Elektromotor (215, 1615) mit einer mit dem Ausgang verbundenen Kupplung (280, 1665); und wobei die Kupplung (280, 1665) eine formschlüssige Kupplung umfasst; und einen Kontroller (110), der dazu konfiguriert ist, die Kupplung (280, 1665) basierend auf Resolverinformationen von dem ersten und dem zweiten Elektromotor (210, 215, 1610, 1615) einzurücken.
  21. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 20, wobei die formschlüssige Kupplung (280, 1665) eine Klauenkupplung (325, 1305, 1405, 1505, 1675) umfasst.
  22. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 20, wobei die Kupplung (280, 1665) eine Kupplungsfederung (1115) umfasst, die dazu konfiguriert ist, die Kupplung (280, 1665) während eines nicht ordnungsgemäßen Eingriffs auszulenken.
  23. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 20, das ferner Folgendes umfasst: ein Planetengetriebe (230, 235, 1635), das dazu konfiguriert ist, Drehmoment von dem zweiten Elektromotor (215, 1615) basierend auf einer Kupplungsstellung der Kupplung (280, 1665) zu ändern.
  24. Antriebsstrangsystem (105), das Folgendes umfasst: eine Klauenkupplung (325, 1305, 1405, 1505, 1675) mit einem Kupplungskranz (525); wobei die Klauenkupplung (325, 1305, 1405, 1505, 1675) kein Synchrongetriebe aufweist; und wobei die Klauenkupplung (325, 1305, 1405, 1505, 1675) eine Kupplungsfederung (1115) umfasst, die dazu konfiguriert ist, den Kupplungskranz (525) während eines nicht ordnungsgemäßen Eingriffs auszulenken.
  25. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 24, das ferner Folgendes umfasst: einen ersten Elektromotor (210, 1610) mit einer ununterbrochenen Verbindung zu einem Ausgang; und einen zweiten Elektromotor (215, 1615), der über die Klauenkupplung (325, 1305, 1405, 1505, 1675) mit dem Ausgang gekoppelt ist.
  26. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 25, das ferner Folgendes umfasst: einen Resolver (217), der in den zweiten Elektromotor (215, 1615) integriert ist; einen Kontroller (110), der mit dem Resolver (217) wirkgekoppelt ist; und wobei der Kontroller (110) dazu konfiguriert ist, die Klauenkupplung (325, 1305, 1405, 1505, 1675) mindestens auf Ausrichtungsinformationen von dem Resolver (217) des zweiten Elektromotors (215, 1615) basierend einzurücken.
  27. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 24, wobei die Kupplungsfederung (1115) eine Torsionsfeder (1165) umfasst, die um einen Schwenkzapfen (1120) gewunden ist.
  28. Antriebsstrangsystem (105) nach Anspruch 27, wobei die Kupplungsfederung (1115) ferner eine Schaltgabel (1105) und einen Gabelaktuatorarm (1110) umfasst, die über den Schwenkzapfen (1120) schwenkgekoppelt sind.
  29. Antriebsstrangsystem (105), das Folgendes umfasst: einen ersten Elektromotor (210, 1610) mit einer ununterbrochenen Verbindung zu einem Ausgang; einen zweiten Elektromotor (215, 1615); eine Kupplung (280, 1665), die den zweiten Elektromotor (215, 1615) mit dem Ausgang verbindet; und wobei die Kupplung (280, 1665) eine mechanisch-elektrische Hybridkupplung umfasst.
  30. Antriebsstrangsystem (105), das Folgendes umfasst: einen ersten Elektromotor (210, 1610) mit einer ununterbrochenen Verbindung zu einem Ausgang aus und einen zweiten Elektromotor (215, 1615) mit einer mit dem Ausgang verbundenen Kupplung (280, 1665); einen zweiten Elektromotor (215, 1615); eine Kupplung (280, 1665), die den zweiten Elektromotor (215, 1615) mit dem Ausgang verbindet; und wobei die Kupplung (280, 1665) eine Scheibentrockenkupplung umfasst.
DE112021002611.9T 2020-04-30 2021-04-30 Kupplungskonfigurationen für ein stufenloses mischdrehzahl-mehrmotorenleistungsgetriebe Pending DE112021002611T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/929,414 2020-04-30
US15/929,414 US11371589B2 (en) 2020-04-30 2020-04-30 Clutch configurations for a multiple motor mixed-speed continuous power transmission
PCT/US2021/070491 WO2021222940A1 (en) 2020-04-30 2021-04-30 Clutch configurations for a multiple motor mixed-speed continuous power transmission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112021002611T5 true DE112021002611T5 (de) 2023-03-23

Family

ID=78292673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112021002611.9T Pending DE112021002611T5 (de) 2020-04-30 2021-04-30 Kupplungskonfigurationen für ein stufenloses mischdrehzahl-mehrmotorenleistungsgetriebe

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11371589B2 (de)
CN (1) CN115943090A (de)
DE (1) DE112021002611T5 (de)
GB (1) GB2610959B (de)
WO (1) WO2021222940A1 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11173781B2 (en) 2019-12-20 2021-11-16 Allison Transmission, Inc. Component alignment for a multiple motor mixed-speed continuous power transmission
US11331991B2 (en) 2019-12-20 2022-05-17 Allison Transmission, Inc. Motor configurations for multiple motor mixed-speed continuous power transmission
US11421759B2 (en) 2020-06-02 2022-08-23 Allison Transmission, Inc. Output gearing for a dual motor mixed-speed continuous power transmission
US11697344B2 (en) * 2021-04-27 2023-07-11 Ford Global Technologies, Llc Wheel end disconnect assembly and vehicle having a wheel end disconnect assembly
US11933370B2 (en) * 2021-06-08 2024-03-19 Dana Belgium N.V. Vehicle transmission with disconnect devices
CN114321198A (zh) * 2021-12-21 2022-04-12 清华大学苏州汽车研究院（吴江） 一种齿轮齿条式犬牙离合机构
DE102022206573A1 (de) 2022-06-29 2024-01-04 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsstrang
WO2024002524A1 (en) * 2022-06-30 2024-01-04 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. Improved clutch boxes for hybrid train applications
US20240052922A1 (en) * 2022-08-15 2024-02-15 Dana Heavy Vehicle Systems Group, Llc Multi-speed gearbox and assembly method
DE102022123943A1 (de) * 2022-09-19 2024-03-21 Quantron Ag Antriebseinheit, getriebeeinheit sowie fahrzeug

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2932009A1 (de) * 1979-08-07 1981-03-26 LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH, 77815 Bühl Reibungskupplung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
US4449416A (en) * 1981-09-04 1984-05-22 J. I. Case Company Transmission control system
JPH0651615U (ja) * 1992-12-25 1994-07-15 マツダ株式会社 シフトフォーク構造
US5598910A (en) * 1993-11-01 1997-02-04 Kabushikikaisha Equos Research Clutch mechanism
US6554088B2 (en) 1998-09-14 2003-04-29 Paice Corporation Hybrid vehicles
GB2370865A (en) * 2000-12-27 2002-07-10 Luk Lamellen & Kupplungsbau A compliant link
DE10236539A1 (de) 2001-08-16 2003-08-07 Luk Lamellen & Kupplungsbau Verfahren, Vorrichtung und deren Verwendung zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges, insbesondere zur Ansteuerung eines elektronischen Kupplungsmanagements und/oder eines automatisierten Schaltgetriebes
JP4021317B2 (ja) * 2002-12-26 2007-12-12 本田技研工業株式会社 接触機構の制御装置
DE112005002342T5 (de) 2004-09-27 2007-08-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug
EP2026988A2 (de) 2006-04-03 2009-02-25 BluWav Systems, LLC Fahrzeugantrieb in form einer nachrüstbaren achse mit motor, batterie und aufhängung
DE202009007977U1 (de) 2008-10-13 2010-02-25 Magna Powertrain Ag & Co Kg Kupplung
US8311694B2 (en) 2008-12-17 2012-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for vehicular power transmitting system
US8465387B2 (en) 2009-03-04 2013-06-18 GM Global Technology Operations LLC Output-split electrically-variable transmission with two planetary gear sets and two motor/generators
US8196687B2 (en) 2010-06-08 2012-06-12 GM Global Technology Operations LLC Low content extended-range electric vehicle powertrain
DE102011010616A1 (de) 2010-07-23 2012-01-26 Magna Powertrain Ag & Co. Kg Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und entsprechender Antriebsstrang
US9017200B2 (en) 2011-10-13 2015-04-28 GM Global Technology Operations LLC Flexible hybrid transmission with configurable motor winding and declutching strategy to provide electric vehicle and hybrid functions
DE102011056046B4 (de) 2011-12-05 2022-05-25 Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft Antriebsstrang eines rein elektrisch allradbetreibbaren Kraftfahrzeuges
US9421856B2 (en) 2013-02-08 2016-08-23 Efficient Drivetrains Inc. Powertrain configurations for two-motor, two-clutch hybrid electric vehicles
US10183570B2 (en) 2013-09-26 2019-01-22 Means Industries, Inc. Drive systems including transmissions for electric and hybrid electric vehicles
JP6344030B2 (ja) * 2014-04-18 2018-06-20 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
CN106274464B (zh) 2015-05-29 2019-09-10 上海汽车集团股份有限公司 纯电动车辆的双电机动力系统和控制方法
EP3184338B1 (de) 2015-12-25 2021-12-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antriebssystem für ein hybridfahrzeug
FR3056667A1 (fr) * 2016-09-29 2018-03-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de commande interne d'une boite de vitesses d'un vehicule, notamment automobile
DE102017201017A1 (de) * 2017-01-23 2018-07-26 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zum Verschieben eines Schaltelements und Getriebe
JP6665817B2 (ja) * 2017-03-08 2020-03-13 トヨタ自動車株式会社 セレクタブルワンウェイクラッチ
FR3067314B1 (fr) 2017-06-09 2019-06-21 Renault S.A.S Procede d'elaboration d'une consigne de couple aux machines electriques d'un groupe motopropulseur de vehicule et groupe motopropulseur de vehicule
US11040607B2 (en) * 2019-07-12 2021-06-22 Allison Transmission, Inc. Multiple motor multiple speed continuous power transmission
US11173781B2 (en) * 2019-12-20 2021-11-16 Allison Transmission, Inc. Component alignment for a multiple motor mixed-speed continuous power transmission
US11331991B2 (en) * 2019-12-20 2022-05-17 Allison Transmission, Inc. Motor configurations for multiple motor mixed-speed continuous power transmission
US11193562B1 (en) 2020-06-01 2021-12-07 Allison Transmission, Inc. Sandwiched gear train arrangement for multiple electric motor mixed-speed continuous power transmission
US11421759B2 (en) 2020-06-02 2022-08-23 Allison Transmission, Inc. Output gearing for a dual motor mixed-speed continuous power transmission

Also Published As

Publication number Publication date
CN115943090A (zh) 2023-04-07
US20220307575A1 (en) 2022-09-29
GB202217929D0 (en) 2023-01-11
GB2610959B (en) 2023-11-08
GB2610959A (en) 2023-03-22
US11906021B2 (en) 2024-02-20
US20210341036A1 (en) 2021-11-04
US11371589B2 (en) 2022-06-28
WO2021222940A1 (en) 2021-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112021002611T5 (de) Kupplungskonfigurationen für ein stufenloses mischdrehzahl-mehrmotorenleistungsgetriebe
DE112020006243T5 (de) Komponentenausrichtung für ein kontinuierliches mischdrehzahl-mehrfachmotorleistungsgetriebe
DE112020006241T5 (de) Motorkonfigurationen für ein kontinuierliches mischdrehzahl-mehrfachmotorleistungsgetriebe
DE112021003063T5 (de) Ausgangszahnradgetriebe für ein stufenloses mischdrehzahl-doppelmotorenleistungsgetriebe
DE112021003073T5 (de) Eingeschobene zahnradsatzanordnung für ein stufenloses mischdrehzahl-mehrelektromotorenleistungsgetriebe
DE112020003338T5 (de) Kontinuierliche leistungsübertragung mit mehrfachdrehzahl für mehrfachmotor
DE112011102477T5 (de) Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug
DE102020106564B4 (de) Motortrennvorrichtung zum betriebsmäßigen Trennen eines Motors von einem Drehmomentwandler
DE102022203568A1 (de) Elektrisches antriebssystem und betriebsverfahren
US20240191781A1 (en) Clutch configurations for a multiple motor mixed-speed continuous power transmission
DE102020124752A1 (de) Kraftfahrzeug-hybrid-antriebsstrang