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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem Verbund-Motor/Generator.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Hybride,
elektrisch verstellbare Antriebsstränge umfassen eine Maschine
und ein Getriebe, das einen Leistungsfluss von der Maschine und
von einem oder mehreren Motoren/Generatoren aufnimmt. Hybride, elektrisch
verstellbare Getriebe weisen einen Differentialzahnradsatz auf,
wobei Leistung von der Maschine und Leistung von dem Motor/Generator
durch unterschiedliche Elemente des Differentialzahnradsatzes fließt. Hybride,
elektrisch verstellbare Getriebe können Drehmomentübertragungsmechanismen
umfassen, die in verschiedenen Einrückschemata steuerbar sind,
um eine Kombination von Betriebsmodi zu bieten, die sowohl elektrisch verstellbare
Bereiche als auch feste Übersetzungsverhältnisse
umfassen. Die elektrisch verstellbaren Bereiche stellen typischerweise
einen gleichmäßigen Betrieb
bereit, während
die festen Übersetzungsverhältnisse
ein maximales Drehmomentleistungsvermögen und eine maximale Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter
bestimmten Bedingungen, wie etwa kontinuierlicher Fahrt auf der
Autobahn, bereitstellen. Der elektrisch verstellbare Bereich wird über eine
elektromechanische Leistungsstrecke hergestellt, bei der ein Bruchteil
der Leistung, die von der Maschine auf den Abtrieb übertragen
wird, von einem Motor/Generator in Elektrizität und dann von einem anderen
Motor/Generator zurück
in mechanische Leistung umge wandelt wird. Feste Übersetzungsverhältnisse
stellen typischerweise ein ausgezeichnetes Getriebeabtriebsdrehmoment
und eine ausgezeichnete Fahrzeugbeschleunigung bereit, indem die
Motoren/Generatoren und die Maschine direkt miteinander gekoppelt
sind. In einem festen Übersetzungsverhältnis kann
die Leistungsflussstrecke von dem Getriebeantriebselement zu dem
Getriebeabtriebselement als vollständig durch eine mechanische
Leistungsstrecke angesehen werden, da die Drehzahl durch den Motor/Generator
nicht verändert
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
elektrisch verstellbares Getriebe weist einen Differentialzahnradsatz
mit einem ersten, zweiten und dritten Element auf, die funktional
zwischen ein Antriebselement und ein Abtriebselement geschaltet
sind. Das Antriebselement ist auch funktional mit einer Maschine
verbunden, um Leistung von der Maschine aufzunehmen. Das Getriebe
umfasst auch einen Verbund-Motor/Generator, der einen einzigen Stator
und zumindest zwei Rotoren aufweist, die hierin als erster und zweiter
Rotor bezeichnet werden. Der einzige Stator ist betreibbar, um Leistung
an die beiden Rotoren zu liefern, Leistung von diesen aufzunehmen
und Leistung zwischen diesen zu übertragen.
Der erste und zweite Rotor sind jeweils funktional mit jeweils einem
unterschiedlichen Element des Differentialzahnradsatzes verbunden. Das
Getriebe weist eine mechanische Leistungsstrecke und eine elektromagnetische
Leistungsstrecke auf. In manchen Ausführungsformen sind selektiv einrückbare Drehmomentübertragungsmechanismen
derart angeordnet, dass verschiedene Modi eines elektrisch verstellbaren
Leistungsflusses ermöglicht
werden. Hierin sind Ausführungsformen
mit Eingangsleistungsverzweigung und kombinierter Leistungsverzweigung
beschrieben, obwohl die Erfindung nicht auf Ausführungsformen mit solchen Arten von
Leistungsfluss beschränkt
ist. Es werden Ausführungsformen,
die auch koaxiale Rotoren aufweisen und Ausführungsformen, die axial benachbarte, axial
ausgerichtete Rotoren aufweisen, vorgestellt.
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Indem
ein Verbund-Motor/Generator bereitgestellt wird, ist eine direkte
Leistungsstrecke von einem Rotor zu dem anderen Rotor durch den
gemeinsamen Stator verfügbar,
die die inhärenten
Verluste vermeidet, die zu der Verwendung von zwei separaten Motoren
gehören,
um eine Leistungsübertragung von
Rotor zu Rotor (d.h. ein Übertragen
mechanischer Leistung von einem ersten Rotor in elektrische Leistung
in den Wicklung eines ersten Stators, ein Überführen dieser elektrischen Leistung
auf die Wicklungen eines zweiten Stators und dann das Übertragen
der elektrischen Leistung von dem zweiten Stator auf den zweiten
Rotor) zu bewerkstelligen. Ausführungsformen
mit koaxialen Rotoren (d.h. konzentrischen Rotoren) können eine
kompakte, raumausnutzende Option darstellen, da elektromagnetische
Leistung von einem Rotor zu dem anderen übertragen werden kann, ohne
dass die Notwendigkeit besteht, dass beide Rotoren benachbart zu
einem feststehenden Element (d.h. zu dem Stator) liegen.
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Die
obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der besten Ausführungsarten
der Erfindung, wenn dies in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
genommen wird, leicht deutlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Fahrzeugs,
das einen Antriebsstrang mit einem elektrisch verstellbaren Getriebe
aufweist, das einen Verbund-Motor/Generator mit koaxialen Rotoren
und einem Differentialzahnradsatz umfasst;
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2 ist
eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Fahrzeugs,
das einen Antriebsstrang mit einem elektrisch verstellbaren Getriebe
aufweist, das einen Verbund-Motor/Generator mit koaxialen Rotoren
und zwei unterschiedliche Zahnradsätze verwendet;
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3 ist
eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Fahrzeugs,
das einen Antriebsstrang mit einem elektrisch verstellbaren Getriebe
aufweist, das einen Verbund-Motor/Generator mit benachbarten, axial
beabstandeten, axial ausgerichteten Rotoren verwendet;
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4 ist
eine Explosionsperspektivansicht eines Verbund-Motors/Generators, der benachbarte, axial
beabstandete, axial ausgerichtete Rotoren aufweist, die von gemeinsamen
Wicklungen in dem Stator angetrieben werden, zur Verwendung in irgendeiner
der Ausführungsformen
der Getriebe der 1 bis 3;
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5 ist
eine Explosionsperspektivansicht eines Verbund-Motors/Generators, der koaxiale Rotoren
aufweist, die eine gemeinsame Flussstrecke mit einem gemeinsamen
Stator teilen, zur Verwendung in irgendeiner der Ausführungsformen
der Getriebe der 1 bis 3;
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6A ist
eine schematische axiale Ansicht eines Verbund-Motors/Generators, der koaxiale Rotoren
mit einem gemeinsamen Stator dazwischen aufweist und zwei separate
Flussstrecken besitzt;
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6B ist
eine schematische Querschnittsansicht des Motors/Generators von 6A,
genommen entlang der in 6A angegebenen
Pfeile;
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7A ist
eine schematische axiale Ansicht einer anderen Ausführungsform
eines Verbund-Motors/Generators, der koaxiale Rotoren mit einem
gemeinsamen Stator dazwischen aufweist, die eine gemeinsame Flussstrecke
mit dem gemeinsamen Stator teilen; und
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7B ist
eine schematische Querschnittsansicht des Motors/Generators von 7A,
genommen entlang der in 7A angegebenen
Pfeile.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche
Bauteile beziehen, ist in 1 eine repräsentative
Form eines elektrisch verstellbaren Getriebes gezeigt, das einen
Verbund-Motor/Generator aufweist. Das Fahrzeug 10 benutzt
einen Antriebsstrang 12, der eine Maschine 14 mit
einem Maschinenabtriebselement aufweist, das ein Antriebselement 16 eines
Getriebes 18 direkt antreibt. Das Antriebselement 16 kann
in der Natur einer Welle vorliegen. Ein Getriebeabtriebselement 19, das
ebenfalls in der Natur einer Welle vorliegen kann, ist funktional
mit Fahrzeugrädern
(die nicht gezeigt sind) verbunden, so dass der Antriebsstrang 12 die Räder antreibt.
Wahlweise kann ein Dämpfer
für transientes
Drehmoment zwischen der Maschine 14 und dem Antriebselement 16 eingebaut
sein, obwohl dies nicht erforderlich ist. Zusätzlich kann ein Drehmomentübertragungsmechanismus
wahlweise zwischen der Maschine 14 und dem Antriebselement 16 angeordnet
sein, um ein selektives Ineingrifftreten der Maschine 14 mit
dem Getriebe 18 zuzulassen. In der gezeigten Ausführungsform
kann die Maschine 14 ein Dieselmotor oder eine andere Brennkraftmaschine
sein.
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Das
Getriebe 18 umfasst einen Differentialzahnradsatz 20,
der in dieser Ausführungsform
ein Planetenradsatz ist, der ein Sonnenrad 22, ein Hohlrad 24 und
einen Träger 26 aufweist,
der mehrere Planetenräder 27 drehbar
lagert, die mit sowohl dem Sonnenrad 22 als auch dem Hohlrad 24 kämmen. Das
Antriebselement 16 ist ständig mit dem Träger 26 verbunden,
und das Hohlrad 24 ist ständig mit dem Abtriebselement 19 verbunden.
Obwohl der Differentialzahnradsatz ein Planetenradsatz ist, können andere
Arten von Differentialzahnradsätzen,
wie etwa Kegelräder,
innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung verwendet werden.
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Das
Getriebe 18 umfasst darüber
hinaus einen elektromagnetischen Verbund-Motor/Generator 30.
Der Verbund-Motor/Generator 30 umfasst einen einzigen Stator 32,
der starr mit einem feststehenden Element 33, wie etwa
dem Getriebegehäuse,
verbunden ist. Der einzige Stator 32 ist steuerbar, um
Leistung von einem ersten Rotor 34 und einem zweiten Rotor 36 aufzunehmen,
Leistung an diese zu liefern und Leistung zwischen diesen zu übertragen.
Der erste und zweite Rotor 34, 36 sind koaxial
ausgerichtet und sind von einer kreisförmigen Natur, wobei sie konzentrisch
um eine Drehachse 38 platziert sind, die auch die Drehachse
des Abtriebselements 19 ist.
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Zusätzlich zur
Aufnahme von Leistung von der Maschine 14 zieht eine Energiespeichereinrichtung,
wie etwa eine Batterie 40, unter der Steuerung eines Controllers 42 selektiv
Leistung von dem elektromagnetischen Motor/Generator 30 oder
liefert Leistung an diesen. Der Controller 42 steht in
Signalverbindung mit der Batterie 40 und in Signalverbindung
mit dem Stromumrichter 44. Der Controller 42 spricht
auf eine Vielfalt von Eingangssignalen an, die die Fahrzeuggeschwindigkeit,
den Bedienerbefehl, das Niveau, bis zu dem die Batterie 40 aufgeladen ist,
und die Leistung, die von der Maschine 14 aufgebracht wird,
umfassen, um den Leistungsfluss zwischen der Batterie 40 und
dem Verbund-Motor/Generator 30 zu regeln. Der Controller 42 kann
den Verbund-Motor/Generator 30 derart betätigen, dass
er entweder als Motor oder als Generator wirkt, indem die geeignete
Spannung oder der geeignete Strom über einen Stromumrichter 44 aufgebracht
wird. Der Umrichter 44 regelt den Leistungsfluss zwischen
der Batterie 40 und dem Verbund-Motor/Generator 30, um
Gleichstromleistung, die von der Batterie 40 benutzt wird,
und Wechselstromleistung, die von dem Verbund-Motor/Generator 30 benutzt
wird, ineinander umzuwandeln.
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Der
Verbund-Motor/Generator 30 ist ein Beispiel eines koaxialen,
flussgekoppelten Verbund-Motors. Eine magnetische Flussstrecke erstreckt
sich durch den Stator 32 und beide Rotoren 34, 36.
Die Statoranschlussspannung ist die Summe aus den Spannungen für die beiden
Rotoren 34, 36 plus ein Betrag, der notwendig
ist, um Verluste auszugleichen, die beim Umwandeln elektrischer
Leistung in mechanische Leistung verursacht werden.
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Das
Getriebe 18 stellt eine mechanische Leistungsstrecke her,
durch die Leistung von dem Antriebselement 16 zu dem Abtriebselement 19 fließt. Die
mechanische Leistungsstrecke umfasst und ist definiert durch Leis tungsfluss
von dem Antriebselement 16 zu dem Träger 26, dem Planetenrad 27,
dem Hohlrad 24 und dem Abtriebselement 19. Die
mechanische Leistungsstrecke, die durch diese Bauteile hergestellt
wird, transportiert einen variierenden Bruchteil der Leistung, die
zwischen dem Antriebselement 16 und dem Abtriebselement 19 übertragen
wird, wenn das Drehzahlverhältnis
zwischen diesen beiden Elementen variiert. Wenn der Motor/Generator 30 derart
gesteuert wird, dass das Sonnenrad 22 feststehend ist,
wird die gesamte Leistung, die von dem Antriebselement 16 auf
das Abtriebselement 19 übertragen
wird, über
die mechanische Leistungsstrecke übertragen.
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Durch
das Getriebe 18 wird auch eine elektromechanische Leistungsstrecke
hergestellt. Die elektromechanische Leistungsstrecke umfasst und ist
definiert durch Leistungsfluss von dem Antriebselement 16,
zu dem Träger 26,
zu dem Planetenrad 27, zu dem Sonnenrad 22, zu
dem zweiten Rotor 36, zu dem ersten Rotor 34 und
zu dem Abtriebselement 19. Der Differentialzahnradsatz 20 verzweigt
Leistung, die durch das Getriebe von dem Antriebselement 16 übertragen
wird, in den Bruchteil, der durch die mechanische Strecke transportiert
wird, und den übrigen
Bruchteil, der durch die elektromechanische Strecke transportiert
wird, und die beiden Bruchteile werden durch die Wirkung des Hohlrads 24 und
des ersten Rotors 34 an dem Abtriebselement 19 wieder zusammengebracht.
Diese Art von Leistungsverzweigung wird als Getriebe mit Eingangsleistungsverzweigung
bezeichnet.
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Wenn
es gesteuert wird, so dass es als ein hybrides, elektrisch verstellbares
Getriebe arbeitet, wird dem Abtriebselement 19 über den
Verbund-Motor/Generator 30 Leistung
hinzugefügt
oder von diesem entnommen. Beispielsweise kann Leistung durch die
Batterie 40 über
den Stator 32 zugeführt werden,
um die Drehzahl der Rotoren 34, 36 zu erhöhen, wo durch
die Drehzahl des Abtriebselements 19 erhöht wird.
Alternativ kann der Batterie 40 Leistung zugeführt werden,
indem der Motor/Generator 30 gesteuert wird, um als Generator
zu wirken, wobei mechanische Leistung von einem oder beiden Rotoren 34, 36 in
elektrische Leistung in dem Stator 32 übertragen wird, die dann zu
der Batterie 40 gelenkt wird. Zusätzlich kann Leistung von einem
Rotor zu dem anderen übertragen
werden. Beispielsweise kann Drehmoment des Rotors 36, des äußeren Rotors, übertragen
werden, um die Drehzahl des inneren Rotors 34 aufgrund
der oben besprochenen Flusskopplung der beiden Rotoren zu erhöhen. Indem
eine direkte Verbindung zwischen den Rotoren 34, 36 bereitgestellt
wird, ist nur ein Umrichter 44 erforderlich.
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In
den Ansprüchen
wird das Hohlrad 24 als das erste Element des Differentialzahnradsatzes
bezeichnet, das Sonnenrad 22 wird als das zweite Element
des Differentialzahnradsatzes bezeichnet, und der Träger 26 wird
als das dritte Element des Differentialzahnradsatzes bezeichnet.
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Nach 2 umfasst
ein Fahrzeug 100 einen Antriebsstrang 112, der
eine Maschine 114 mit einem Abtriebselement aufweist, das
direkt verbunden ist, um ein Antriebselement 116 einer
anderen Ausführungsform
eines elektrisch verstellbaren Getriebes 118 anzutreiben.
Das Getriebe 118 stellt ein festes Verhältnis und zwei elektrisch verstellbare
Bereiche von Verhältnissen
zwischen dem Antriebselement 116 und dem Abtriebselement 119 her.
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Das
Getriebe 118 umfasst einen ersten Differentialzahnradsatz,
der ein Planetenradsatz 120 ist. Der Planetenradsatz 120 umfasst
ein Sonnenrad 122, ein Hohlrad 124 und mehrere
Planeten 127, die an einem Träger 126 drehbar gelagert
sind und in kämmendem
Eingriff mit sowohl dem Son nenrad 122 als auch dem Hohlrad 124 stehen.
Der Träger 126 ist ständig zur
gemeinsamen Rotation mit dem Antriebselement 116 verbunden.
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Das
elektrisch verstellbare 118 umfasst ferner einen elektromagnetischen
Verbund-Motor/Generator 130. Der Motor/Generator 130 umfasst
einen einzigen Stator 132, der an einem feststehenden Element 133 auf
Masse festgelegt ist, sowie einen ersten Rotor 134 und
einen zweiten Rotor 136, die koaxial ausgerichtet und durch
den einzigen Stator 132 flussgekoppelt sind. Die Rotoren 134, 136 sind "flussgekoppelt", was bedeutet, dass
eine gemeinsame Flussstrecke geschaffen wird, wenn dem Stator 132 elektrische
Leistung zugeführt
wird, um ein Antriebsdrehmoment auf beide Rotoren 134, 136 aufzubringen.
Der erste Rotor 134 ist zur gemeinsamen Rotation mit dem
Hohlrad 124 verbunden. Der zweite Rotor 136 ist
zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenrad 122 verbunden.
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Das
Getriebe 118 umfasst darüber hinaus einen zweiten Differentialzahnradsatz,
der in diesem Fall ein Planetenradsatz 160 ist. Der Planetenradsatz 160 umfasst
ein Sonnenrad 162, ein Hohlrad 164 und einen Träger 166,
der mehrere Planetenräder 167 in kämmendem
Eingriff mit sowohl dem Sonnenrad 162 als auch dem Hohlrad 164 drehbar
lagert. Das Sonnenrad 162 ist zur gemeinsamen Rotation
mit einer Zwischenwelle 150 verbunden, die das Hohlrad 124, den
ersten Rotor 134 und das Sonnenrad 162 verbindet.
Der Träger 166 ist
zur gemeinsamen Rotation mit dem Abtriebselement 119 verbunden.
Die Rotoren 134, 136 sind konzentrisch und um
eine gemeinsame Achse 138 drehbar, die durch das Abtriebselement 119,
das Antriebselement 116 und die Zwischenwelle 150 definiert
ist. In den Ansprüchen
wird das Hohlrad 124 als das erste Element des ersten Planetenradsatzes
bezeichnet, das Sonnenrad 122 wird das zweite Element des
ersten Planetenradsatzes bezeichnet, und der Träger 126 wird als das
dritte Element des ersten Planetenradsatzes bezeichnet.
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Ebenfalls
in den Ansprüchen
wird das Sonnenrad 162 als das erste Element des zweiten
Planetenradsatzes bezeichnet, das Hohlrad 164 wird als das
zweite Element des zweiten Planetenradsatzes bezeichnet, und der
Träger 166 wird
als das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes bezeichnet.
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Eine
Batterie 140 führt
dem Motor/Generator 130 unter der Steuerung eines Controllers 142 selektiv
Leistung zu oder empfängt
von diesem selektiv Leistung. Der Controller 142 steht
in Signalverbindung mit der Batterie 140 und mit dem Verbund-Motor/Generator 130.
Zusätzlich
kann der Controller 142 mit anderen elektrischen Fahrzeugbauteilen
(die nicht gezeigt sind) kommunizieren, wie etwa einer elektrischen
Hilfskraftlenkung, elektrischen Motorbremssystemen usw. Der Controller 142 kann
auf eine Vielzahl von Eingangssignalen ansprechen, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit,
einen Bedienerbefehl, das Niveau, bis zu dem die Batterie 140 aufgeladen
ist, und die Leistung, die durch die Maschine 114 aufgebracht
wird, einschließen,
um den Leistungsfluss zwischen der Batterie 140 und dem
Verbund-Motor/Generator 130 zu regeln. Der Controller 142 kann
den Verbund-Motor/Generator 130 betätigen, so dass er entweder
als Motor oder als Generator wirkt, indem die geeignete Spannung
und der geeignete Strom über
einen Stromumrichter 144 aufgebracht werden. Der Umrichter 144 regelt
die Leistung zwischen der Batterie 140 und dem Verbund-Motor/Generator 130,
um Gleichstromleistung, die von der Batterie 140 benutzt
wird, sowie Wechselstromleistung, die von dem Verbund-Motor/Generator 130 benutzt
wird und/oder erzeugt wird, ineinander umzuwandeln. Die Verwendung
von Stromumrichtern werden Fachleute leicht verstehen.
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Ein
erster Drehmomentübertragungsmechanismus 170,
der eine Bremse ist, ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad 164 an
dem Getriebegehäuse 133 festzulegen.
Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus 172 ist
selektiv einrückbar,
um den zweiten Rotor 136 sowie das Sonnenrad 122 zur gemeinsamen
Rotation mit dem Hohlrad 164 zu verbinden.
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Das
Getriebe 118 kann dazu benutzt werden, die Maschine 114 über Leistung
von der Batterie 140 zu starten. Um die Maschine 114 zu
starten, wird keiner der Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172 eingerückt. Leistung
wird von der Batterie 140 an den Stator 132 geliefert.
Der Stator 132 erzeugt Drehmoment in der gleichen Richtung
in beiden Rotoren 134, 136. Drehmoment von den
beiden Rotoren 134, 136 wird durch den ersten
Planetenradsatz 120 addiert, um Drehmoment an dem Antriebselement 116 bereitzustellen,
um die Maschine 114 zu starten. Während des Starts der Maschine
weist das Abtriebselement 119 kein Drehmoment bzw. keine Drehzahl
auf. Der zweite Planetenradsatz 160 läuft frei um. Diese gleiche
Anordnung ist während
des Leerlaufs der Maschine vorgesehen, d.h. beide Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172 bleiben ausgerückt.
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Der
erste Modus eines elektrisch verstellbaren Betriebes wird bereitgestellt,
indem der Drehmomentübertragungsmechanismus 170 eingerückt wird,
um das Hohlrad 164 an dem Getriebegehäuse 133 festzulegen
und somit eine Rotation des Hohlrads 164 zu verhindern.
Leistung wird von der Batterie 140 an den Stator 132 geliefert.
In diesem ersten Modus läuft
das Antriebselement 116 schnell vorwärts mit Antriebsdrehmoment,
das von der Maschine 114 geliefert wird, um. Der erste
Planetenradsatz 120 dreht den ersten Rotor 134 vorwärts. Ein
Magnetfeld, das durch den elektrischen Leistungsfluss in Wicklungen
des Stators geschaffen wird, erzeugt eine gemeinsame Flussstrecke
zwischen dem Stator 132, dem Rotor 134 und dem
Rotor 136. Der innere Rotor 134 überträgt Drehmoment
auf den zweiten Rotor 136, und der Stator 132 kann
auch auf den zweiten Rotor 136 Drehmoment übertragen,
das entweder mit Leistung von der Batterie oder aus der Wechselwirkung
zwischen dem ersten Rotor 134 und dem Stator 132 erzeugt
wird. Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 172 ist
nicht eingerückt.
Der zweite Planetenradsatz 160 vervielfacht das Drehmoment
von dem Hohlrad 124 und dem inneren Rotor 134,
das entlang der Zwischenwelle 150 zugeführt wird. Das Abtriebselement 119 dreht
somit langsam vorwärts
mit Abtriebsdrehmoment. In diesem ersten elektrisch verstellbaren
Modus wird eine elektromechanische Leistungsstrecke durch die folgenden
Bauteile bereitgestellt: das Antriebselement 116, der Träger 126,
die Planetenräder 127,
das Sonnenrad 122, der zweite Rotor 136, der erste
Rotor 134, die Zwischenwelle 150, das Sonnenrad 162,
das Planetenrad 167, der Träger 166 und das Abtriebselement 119.
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Ein
zweiter Modus eines elektrisch verstellbaren Getriebes wird bereitgestellt,
indem der Drehmomentübertragungsmechanismus 170 ausgerückt und
der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 172 eingerückt wird,
um das Sonnenrad 122 und den äußeren Rotor 136 zur
gemeinsamen Rotation mit dem Hohlrad 164 zu verbinden.
In diesem Modus fließt
Leistung von dem Antriebselement 116 durch den Träger 126 und
die Planetenräder 127 und
verzweigt sich dann, wobei ein Anteil der Leistung durch das Hohlrad 124 und
das Sonnenrad 162 fließt,
und ein Anteil der Leistung von dem Planetenrad 127 zu dem
Sonnenrad 122 und zu dem Hohlrad 164 fließt. Die
Leistung, die an das Sonnenrad 162 und das Hohlrad 164 geliefert
wird, wird durch die Planetenräder 167 kombiniert,
von dem Träger 166 aufgenommen
und wird dadurch an das Abtriebselement 119 abgegeben.
Somit wird Leistung durch die Differentialzahnradsätze 120, 160 an
dem Antriebselement 116 und an dem Abtriebselement 119 verzweigt
und dann kombiniert. Diese Art von Getriebe wird als kombiniert
leistungsverzweigtes Getriebe bezeichnet. Wenn sich beide Rotoren 134, 136 bewegen, wird
ein sich in Umfangsrichtung bewegender Magnetfluss, der durch das
elektromagnetische Feld des Stators 132 geschaffen wird,
Drehmoment in einem Rotor erzeugen, das dann auf den anderen Rotor übertragen
werden kann.
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Eine
mechanische Leistungsstrecke wird durch das Getriebe 118 über das
Antriebselement 116, den Träger 126, die Planetenräder 127,
das Hohlrad 124, die Zwischenwelle 150, das Sonnenrad 162,
die Planetenräder 167,
den Träger 166 und
das Abtriebselement 119 bereitgestellt. Wenn beide Drehmomentübertragungseinrichtungen 170, 172 eingerückt sind,
werden das Sonnenrad 122 des ersten Planetenradsatzes 120 und
das Hohlrad 164 des zweiten Planetenradsatzes 160 feststehend
gehalten, wodurch ein Betriebsmodus mit festem Übersetzungsverhältnis des
Getriebes 118 hergestellt wird. Wenn diese beiden Zahnradelemente 122, 164 festgehalten
sind, kann keine Leistung zu oder von dem ersten Rotor 134 übertragen
werden, und die gesamte Leistung, die durch das Getriebe 118 von
dem Antriebselement 116 zu dem Abtriebselement 119 fließt, umgeht
die elektromechanische Leistungsstrecke und fließt durch die mechanische Leistungsstrecke.
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Ein
Betrieb mit festem Verhältnis
kann für
einen kontinuierlichen Betrieb des Fahrzeugs 100 oder momentan
während
eines Schaltvorgangs zwischen einem Modus eines elektrisch verstellbaren
Betriebes und dem anderen Modus eines elektrisch verstellbaren Betriebes
verwendet werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172,
die beide Modi eines elektrisch verstellbaren Betriebes bereitstellen,
können
gleichzeitig vollständig
eingerückt sein,
um eine relative Rotation zu verhindern, während das Getriebe 118 Leistung
von dem Antriebselement 116 an das Abtriebselement 119 liefert.
Somit kann ein Schalten zwischen Modi eines elektrisch verstellbaren
Betriebes in dem Getriebe 118 als drehzahlsyn chrones Schalten
bewerkstelligt werden, bei dem eine relative Rotation der Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172 unmittelbar
vor, während
und nach dem Schalten im Wesentlichen Null beträgt.
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In 3 ist
eine andere repräsentative
Form eines elektrisch verstellbaren Getriebes, das einen Verbund-Motor/Generator
aufweist, gezeigt. Das Fahrzeug 200 benutzt einen Antriebsstrang 212,
der eine Maschine 214 mit einem Abtriebselement aufweist,
das ein Antriebselement 216 eines Getriebes 218 direkt
antreibt. Das Antriebselement 216 kann in der Natur einer
Welle vorliegen. Das Getriebeabtriebselement 219, das ebenfalls
in der Natur einer Welle vorliegen kann, ist funktional mit Fahrzeugrädern (die nicht
gezeigt sind) verbunden, so dass der Antriebsstrang 212 die
Räder antreibt.
Wahlweise kann ein Dämpfer
für transientes
Drehmoment zwischen der Maschine 214 und dem Antriebselement 216 eingebaut
sein, obwohl dies nicht erforderlich ist. Zusätzlich kann ein Drehmomentübertragungsmechanismus
wahlweise zwischen der Maschine 214 und dem Antriebselement 216 angeordnet
sein, um ein selektives Ineingriffbringen der Maschine 214 mit
dem Getriebe 218 zuzulassen. In der gezeigten Ausführungsform
kann die Maschine 214 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein,
wie etwa ein Dieselmotor oder eine Brennkraftmaschine.
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Das
Getriebe 218 umfasst einen Differentialzahnradsatz 220,
der in dieser Ausführungsform
ein Planetenradsatz ist, der ein Sonnenrad 222, ein Hohlrad 224 und
einen Träger 226 aufweist,
der mehrere Planetenräder 227 drehbar
lagert, die sowohl mit dem Sonnenrad 222 als auch dem Hohlrad 224 kämmen. Das
Antriebselement 216 ist ständig mit dem Träger 226 verbunden,
und das Hohlrad 224 ist ständig mit dem Abtriebselement 219 verbunden.
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Das
Getriebe 218 umfasst darüber hinaus einen elektromagnetischen
Verbund-Motor/Generator 230. Der Verbund-Motor/Generator 230 umfasst
einen einzigen Stator 232, der starr mit einem feststehenden
Element 233, wie etwa dem Getriebegehäuse, verbunden ist. Der einzige
Stator 232 ist steuerbar, um Leistung zwischen einem ersten
Rotor 234 und einem zweiten Rotor 236 zu übertragen.
Der erste und zweite Rotor 234, 236 sind axial
benachbart zueinander und derart ausgerichtet, dass der erste Rotor 234 mit
dem Abtriebselement 219 rotiert, und der zweite Rotor 236,
der eine kreisförmige
Natur aufweist, um eine Achse 238 rotiert, die teilweise durch
das Abtriebselement 219 definiert ist, und gemeinsam mit
dem Sonnenrad 222 rotiert, mit dem er über eine Hohlwelle 252 verbunden
ist
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Zusätzlich dazu,
dass sie Leistung von der Maschine 214 aufnimmt, nimmt
eine Energiespeichereinrichtung, wie eine Batterie 240 unter
der Steuerung eines Controllers 242 selektiv Leistung von
dem elektromagnetischen Verbund-Motor/Generator 230 auf
oder liefert an diesen Leistung. Der Controller 242 steht
in Signalverbindung mit der Batterie 240 und in Signalverbindung
mit dem Motor/Generator 230. Der Controller 242 spricht
auf eine Vielfalt von Eingangssignalen an, die die Fahrzeuggeschwindigkeit,
den Bedienerbefehl, das Niveau, bis zu dem die Batterie 240 aufgeladen
ist, und die Leistung, die durch die Maschine 214 aufgebracht
wird, an, um den Leistungsfluss zwischen der Batterie 240 und
dem Motor/Generator 230 zu regeln. Der Controller 242 kann den
Motor/Generator 230 derart betätigen, dass er entweder als
Motor oder als Generator wirkt, indem die geeignete Spannung oder
der geeignete Strom über
einen Stromumrichter 244 angelegt wird. Der Umrichter 244 regelt
den Fluss der Leistung zwischen der Batterie 240 und dem
Motor/Generator 230, um Gleichstromleistung, die von der
Batterie 240 benutzt wird, und Wechselstromleistung, die
von dem Motor/Generator 230 benutzt wird, ineinander umzuwandeln.
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Der
Motor/Generator 230 ist ein Beispiel eines axial ausgerichteten
Verbund-Motors/Generators mit einem gemeinsamen Stator 232,
der mit dem ersten und zweiten Rotor 234, 236 durch
separate Flussstrecken mit unterschiedlichen Größen gekoppelt ist, so dass
der Stator 234 Leistung von dem ersten Rotor 234 auf
den zweiten Rotor 236 übertragen kann,
und umgekehrt. Eine erste Magnetflussstrecke erstreckt sich durch
den Stator 232 und den ersten Rotor 234. Eine
zweite Magnetflussstrecke erstreckt sich durch den Stator 232 und
den zweiten Rotor 236.
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Das
Getriebe 218 stellt eine mechanische Leistungsstrecke her,
durch die Leistung von dem Antriebselement 216, zu dem
Träger 226,
den Planetenrädern 227,
dem Hohlrad 224 und dem Abtriebselement 219 fließt. Die
mechanische Leistungsstrecke, die durch diese Bauteile hergestellt
wird, transportiert einen variierenden Bruchteil der Leistung, die zwischen
dem Antriebselement 216 und dem Abtriebselement 219 übertragen
wird, wie das Drehzahlverhältnis
zwischen diesen Elementen variiert. Wenn der Motor/Generator 230 derart
gesteuert wird, dass die Drehzahl des Sonnenrads 222 Null
beträgt, wird
nichts von der Leistung von dem Antriebselement 216 zu
dem Abtriebselement 219 durch die Rotoren 234, 236 übertragen,
und der Bruchteil der Leistung, die durch die mechanische Leistungsstrecke
transportiert wird, ist gleich 100 % der Gesamtleistung, die von
dem Antriebselement 216 zu dem Abtriebselement 219 übertragen
wird.
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Eine
elektromagnetische Leistungsstrecke wird auch durch das Getriebe 218 hergestellt.
Die elektromechanische Leistungsstrecke ist durch den Leistungsfluss
von dem Antriebselement 216, zu dem Träger 226, zu den Planetenrädern 227,
zu dem Sonnenrad 222, zu dem zweiten Rotor 236,
zu dem Statur 233, zu dem ersten Rotor 234 und
zu dem Abtriebselement 219 definiert. Der Differentialzahnradsatz 220 verzweigt
die Leistung, die durch das Getriebe von dem Antriebselement 216 übertragen
wird, in den Bruchteil, der durch die mechanische Leistungsstrecke
transportiert wird, und den verbleibenden Bruchteil, der durch die
elektromechanische Strecke übertragen
wird, und die beiden Bruchteile werden durch die Wirkung des Hohlrads 224 und
des ersten Rotors 234 an dem Abtriebselement wieder zusammengebracht.
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Wenn
es gesteuert wird, um als ein hybrides, elektrisch verstellbare
Getriebe zu arbeiten, wird Leistung von dem Abtriebselement 219 über den
Motor/Generator 230 hinzugefügt oder weggenommen. Beispielsweise
kann Leistung durch die Batterie 240 über den Statur 232 zugeführt werden,
um die Drehzahl der Rotoren 234, 236 zu erhöhen, wodurch
die Drehzahl des Abtriebselements 219 erhöht wird.
Alternativ kann der Batterie 240 Leistung zugeführt werden,
indem der Motor/Generator 230 gesteuert wird, um als Generator
zu wirken, wobei mechanische Leistung von einem oder beiden Rotoren 234, 236 in
elektrische Leistung in dem Statur 232 übertragen wird, die dann zu
der Batterie 240 gelenkt wird. Zusätzlich kann Leistung von einem
Rotor auf den anderen übertragen
werden. Beispielsweise kann die Drehzahl des Rotors 236 übertragen
werden, um die Drehzahl des Rotors 234 zu erhöhen, indem
ein magnetischer Fluss, der in dem rotierenden zweiten Rotor 236 induziert
wird, in dem Statur 232 in elektrische Leistung umgewandelt
wird, die dann als magnetischer Fluss aufgebracht wird, um die Drehzahl
des ersten Rotors 234 zu erhöhen. Indem der Statur 232 derart
gesteuert wird, dass er als eine direkte Kopplung zur Übertragung
von Leistung zwischen den Rotoren 234, 236 arbeiten
kann, ist nur ein Umrichter 244 erforderlich.
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In
den Ansprüchen
wird das Hohlrad 224 als das erste Element des Differentialzahnradsatzes
bezeichnet, das Sonnenrad 222 wird als das zweite Element
bezeichnet, und der Träger 226 wird
als das dritte Element des Zahnradsatzes bezeichnet.
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In 4 ist
ein Beispiel eines Verbund-Motors/Generators 330 dargestellt,
der benachbarte, axial beabstandete und axial ausgerichtete erste
und zweite Rotoren 334, 336 aufweist, die durch
gemeinsame Wicklungen 337 in einem einzigen Stator 332 angetrieben
werden. Der erste Rotor 334 ist zur gemeinsamen Rotation
mit einer Welle 350 verbunden, die ein Abtriebselement
eines Getriebes sein kann, oder kann direkt durch einen Planetenradsatz
mit einem Abtriebselement des Getriebes verbunden sein. Der zweite
Rotor 336 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer Welle 352 verbunden,
die eine Hohlwelle sein kann, die konzentrisch um die Welle 350 rotiert oder
nicht konzentrisch mit der Welle 350 ist, sondern axial
mit der Welle 350 ausgerichtet ist, und die mit einem Antriebselement
oder mit einem Abtriebselement, vorzugsweise durch einen Planetenradsatz verbunden
ist. Fachleute werden verstehen, dass es zahlreiche Möglichkeiten
gibt, durch die der Verbund-Motor/Generator 330 jeden der
anderen Motoren/Generatoren in den hierin offenbarten Antriebsstrangausführungsformen
ersetzen könnten,
um ein elektrisch verstellbares Getriebe herzustellen.
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Die
Wicklungen 337 erstrecken sich über die volle Länge L des
Stators 332. Jeder der Rotoren 334, 336 weist
die Hälfte
der Länge
des Stators auf (d.h. L/2) und ist von dem Stator 332 umhüllt, wobei der
erste Rotor 334 in den Stator 332 auf der rechten Seite
eingesetzt ist und der zweite Rotor in den Stator 332 auf
der linken Seite eingesetzt ist. Der Motor/Generator 330 kann
als ein "wicklungsgekoppelter" Motor/Generator
bezeichnet werden, da die Wicklungen 337 in Stator 332 zwei
separate Flussstrecken herstellen, die unterschiedliche Größen aufweisen
können.
Tatsächlich
lassen die unterschiedlichen Flussstrecken zu, dass Drehmoment von
dem Rotor 334 auf den Rotor 336 oder umgekehrt übertragen
werden kann, und zwar durch mehrere unterschiedliche Verfahren,
wie etwa durch Ströme
in den Wicklungen. Eine Vielzahl von Kupferstäben 338 ist um den Umfang
von jedem der Rotoren 334, 336 herum beabstandet.
Jede Flussstrecke erstreckt sich in Umfangsrichtung um den Stator
herum in einer gegebenen Richtung (im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn)
eine Distanz um den Umfang herum in Abhängigkeit von dem Abschnitt
der Wicklungen, der mit Energie beaufschlagt ist, erstreckt sich
dann radial nach innen durch Blechpakete zwischen den Kupferstäben 338,
dann in Umfangsrichtung entlang dem jeweiligen Rotor 334, 336 eine
Distanz, die durch die Anzahl von Kupferstäben bestimmt ist, die durch
die mit Energie beaufschlagten Wicklungen 337 umhüllt sind,
dann zurück
nach außen
durch Blechpakete zwischen den Kupferstäben 338 zu dem mit
Energie beaufschlagten Satz mit Wicklungen 337. Dies stellt eine
Flussstrecke her, die im Allgemeinen die Form aufweist, die in Bezug
auf die Ausführungsform
der 6A und 7A angegeben
ist. Die Flussstrecke bewegt sich um den Stator in der Richtung,
in der die Wicklungen mit Energie beaufschlagt sind, wenn unterschiedliche
Gruppen der Wicklungen 337 mit Energie beaufschlagt werden,
wie es Fachleute leicht verstehen werden. Da sich der Strom in den
Wicklungen um den Stator 332 herum bewegt, kann ein Strom
in den Kupferstäben,
die sich radial innen von jenen Wicklungen 337 befinden,
die zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt mit Energie beaufschlagt
sind, induziert werden, wenn es eine Differenz der Drehzahl des
jeweiligen Rotors 334, 336 und der der sich bewegenden
Flussstrecke gibt, die durch die Statorwicklungen 337 geschaffen
wird. Der induzierte Strom erzeugt ein Magnetfeld, das um jene Kupferstäbe 338 wirkt.
Die Größe dieses
Magnetfelds hängt von
der relativen Drehzahl zwischen dem jeweiligen Rotor 334, 336 und
dem Stator 332 ab. Das induzierte Magnetfeld schafft ein
relatives Drehmoment zwischen dem jeweiligen Rotor 334, 336 und
dem Stator 332. Dieses relative Drehmoment kann in elektrische Leistung
in den Wicklungen 337 des Stators 332 übertragen
werden und anschließend
auf den anderen Stator als Rotationsdrehmoment übertragen werden. Auf diese
Weise kann der Motor/Generator 330 Leistung zwischen den
Rotoren 334, 336 übertragen.
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In 5 ist
ein Beispiel eines Verbund-Motors/Generators 430 dargestellt,
der koaxiale erste und zweite Rotoren 434, 436 aufweist,
die durch gemeinsame Wicklungen 437 in einem einzigen Stapel 432 angetrieben
werden. Der erste Rotor 434 ist zur gemeinsamen Rotation
mit einer Welle 450 verbunden, die ein Abtriebselement
eines Getriebes sein kann, oder kann direkt durch einen Planetenradsatz mit
einem Abtriebselement des Getriebes verbunden sein. Der zweite Rotor 436 ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer Welle 452 verbunden,
die eine Hohlwelle sein kann, die konzentrisch um die Welle 450 rotiert
oder nicht konzentrisch mit der Welle 450 ist, sondern
axial mit der Welle 450 ausgerichtet ist, und ist mit einem
Antriebselement, vorzugsweise durch einen Planetenradsatz, verbunden.
Fachleute werden verstehen, dass es zahlreiche Möglichkeiten gibt, durch die
der Verbund-Motor/Generator 430 jeden der anderen Motoren/Generatoren
in den hierin offenbarten Antriebsstrang-Ausführungsformen ersetzen könnte, um
ein elektrisch verstellbares Getriebe herzustellen.
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Die
Wicklungen 437 erstrecken sich über die volle Länge L des
Stators 432. Jeder der Rotoren 434, 436 weist
eine Länge
L auf, die gleich der des Stators 432 ist, und ist durch
den Stator 432 umhüllt, wobei
der erste Rotor 434 in den Stator 432 derart eingesetzt
ist, dass er sich radial außen
von dem zweiten Rotor 436 befindet und diesen umhüllt. Der Mo tor/Generator 430 kann
als ein "flussgekoppelter" Motor/Generator
bezeichnet werden, da die Wicklungen 437 in dem Stator 432 eine
einzige Flussstrecke herstellen, die die Rotoren 434, 436 koppelt.
Die Flussstrecke erstreckt sich in Umfangsrichtung um den Stator 432 in
einer gegebenen Richtung (im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn)
eine Distanz um den Umfang herum in Abhängigkeit von dem Abschnitt
der Wicklungen 437, der mit Energie beaufschlagt ist, und
bewegt sich um den Stator 432 in der Richtung, wie unterschiedliche
Gruppen der Wicklungen 437 mit Energie beaufschlagt werden,
wie es Fachleute leicht verstehen werden. Jeder der Rotoren 434, 436 weist
mehrere Kupferstäbe 438 auf,
die um seinen Umfang herum beabstandet sind. Wenn sich Strom in
den Wicklungen um den Stator herum bewegt, kann Strom in den Kupferstäben 438,
die sich radial innen von jenen Wicklungen 437 befinden, die
zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt mit Energie beaufschlagt sind,
induziert werden, wenn es eine Differenz der Drehzahl des jeweiligen
Rotors 434, 436 und der der sich bewegenden Flussstrecke
gibt, die durch die Statorwicklungen 437 geschaffen wird. Der
induzierte Strom erzeugt ein Magnetfeld, das um diese Kupferstäbe wirkt.
Die Größe dieses
Magnetfeldes hängt
von der relativen Drehzahl zwischen dem Rotor und dem Stator 432 ab.
Das induzierte Magnetfeld erzeugt ein relatives Drehmoment zwischen
dem Rotor und dem Stator und trägt
auch zu dem Drehmoment an dem anderen Rotor bei. Auf diese Weise
kann der Motor/Generator 430 Leistung zwischen den Rotoren 434, 436 übertragen.
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In
den 6A und 6B ist
ein Beispiel eines Verbund-Motors/Generators 530 dargestellt,
der koaxiale erste und zweite Rotoren 534, 536 aufweist, die
durch gemeinsame Wicklungen 537 in einem einzigen Stator 432 angetrieben
werden, der radial zwischen den beiden Rotoren 534, 536 angeordnet
ist. Die Wicklungen 537 sind nicht im Detail gezeigt, mit der
Ausnahme, um anzudeuten, dass sie die radial inneren und radial äuße ren Seiten
oder den Stator 532 koppeln. Der erste Rotor 534 ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer Welle 550 verbunden,
die ein Abtriebselement eines Getriebes sein kann, oder kann durch
einen Planetenradsatz mit einem Abtriebselement des Getriebes verbunden
sein. Der zweite Rotor 536 ist zur gemeinsamen Rotation
mit einer Welle 552 verbunden, die eine Hohlwelle sein
kann, die konzentrisch um die Welle 550 rotiert oder nicht konzentrisch
mit der Welle 550 ist, sondern axial mit der Welle 550 ausgerichtet
ist, und die ein Antriebselement, vorzugsweise durch einen Planetenradsatz, verbindet.
Fachleute werden verstehen, dass es zahlreiche Möglichkeiten gibt, durch die
der Verbund-Motor/Generator 530 irgendeinen der anderen Motoren/Generatoren
in den hierin offenbarten Antriebsstrangausführungsformen ersetzen könnte, um ein
elektrisch verstellbares Getriebe herzustellen.
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Der
Stator 532 umfasst Verstärkungseisen (back iron) 539,
das den Fluss, der durch die Wicklungen an den inneren und äußeren Seiten
des Stators 532 erzeugt wird, trennt, so dass sich zwei
separate Flussstrecken A und B um den Stator 532 in entweder
derselben Richtung (d.h. entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn)
oder in entgegengesetzte Richtungen um den Motor/Generator 530 dem
Muster der mit Energie beaufschlagten Wicklungen folgend bewegen.
Wenn einer oder beide Rotoren mit einer Drehzahl relativ zu der
Drehzahl dieser sich bewegenden Flussstrecken rotiert, wird ein
Drehmoment zwischen diesem Rotor und dem Stator 532 induziert.
Drehmoment, das durch einen der Rotoren 534 oder 536 erzeugt
wird, kann zu dem anderen Rotor 536 oder 534 durch
die gemeinsamen Wicklungen 537 übertragen werden, so dass dieser Motor 530 auch
als "wicklungsgekoppelt" bezeichnet werden
kann. Das heißt
das Drehmoment von einem Rotor 534 kann Ströme in den
Wicklungen 537 des Stators 532 erzeugen oder modifizieren,
und diese Ströme
können
ein Drehmoment an dem anderen Rotor 536 erzeugen.
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In
den 7A und 7B ist
ein Beispiel eines Verbund-Motors/Generators 630 dargestellt,
der koaxiale erste und zweite Rotoren 634, 636 aufweist, die
durch gemeinsame Wicklungen in einem einzigen Stator 632 angetrieben
werden, der radial zwischen den beiden Rotoren liegt. Die Wicklungen
sind nicht im Detail gezeigt, erstrecken sich aber durch den Stator 632 von
einem Ende zum anderen. Der erste Rotor 634 ist zur gemeinsamen
Rotation mit einer Welle 650 verbunden, die ein Abtriebselement
eines Getriebes sein kann, oder kann durch einen Planetenradsatz
mit einem Abtriebselement des Getriebes verbunden sein. Der zweite
Rotor 636 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer Welle 652 verbunden,
die eine Hohlwelle sein kann, die konzentrisch um die Welle 650 rotiert
oder nicht konzentrisch mit der Welle 650 ist, sondern
axial mit der Welle 650 ausgerichtet ist, und die ein Antriebselement
eines Getriebes, vorzugsweise durch einen Planetenradsatz, verbindet.
Fachleute werden verstehen, dass es zahlreiche Möglichkeiten gibt, durch die
der Verbund-Motor/Generator 630 irgendeinen der anderen
Motoren/Generatoren in den hier offenbarten Ausführungsformen ersetzen könnte, um
ein elektrisch verstellbares Getriebe herzustellen.
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Der
Stator 632 weist kein Verstärkungseisen auf, das die inneren
und äußeren Seiten
trennt, und somit erstreckt sich eine gemeinsame Flussstrecke C durch
den Stator 632 und durch beide Rotoren 634, 636,
wie es in 7A angegeben ist, und bewegt sich
um den Stator 632 in einer Richtung (entweder im Uhrzeigersinn
oder im Gegenuhrzeigersinn um den Motor/Generator 630 einem
Muster der mit Energie beaufschlagten Windungen folgend). Wenn einer oder
beide Rotoren 634, 636 mit einer Drehzahl relativ
zu der Drehzahl der sich bewegenden Flussstrecke C rotiert, wird
Drehmoment zwischen diesem Rotor und dem Stator 632 induziert, das
dann zu dem anderen Rotor über
den Stator 632 übertragen
werden kann.
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Obgleich
die besten Ausführungsarten
der Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese
Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen
zur praktischen Ausführung
der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.