DE102007040342A1 - Elektrisch verstellbares Getriebe mit einem Verbund-Motor/Generator - Google Patents

Elektrisch verstellbares Getriebe mit einem Verbund-Motor/Generator Download PDF

Info

Publication number
DE102007040342A1
DE102007040342A1 DE102007040342A DE102007040342A DE102007040342A1 DE 102007040342 A1 DE102007040342 A1 DE 102007040342A1 DE 102007040342 A DE102007040342 A DE 102007040342A DE 102007040342 A DE102007040342 A DE 102007040342A DE 102007040342 A1 DE102007040342 A1 DE 102007040342A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
power
transmission
gear set
generator
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.)
Withdrawn
Application number
DE102007040342A
Other languages
English (en)
Inventor
Alan G. Clarkston Holmes
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.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
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 GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102007040342A1 publication Critical patent/DE102007040342A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72Toothed 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
    • F16H3/727Toothed 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 with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/445Differential gearing distribution type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/448Electrical distribution type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72Toothed 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
    • F16H3/727Toothed 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 with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728Toothed 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 with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • F16H2037/0873Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft with switching, e.g. to change ranges
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2005Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with one sets of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2007Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with two sets of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2035Transmissions 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904Component specially adapted for hev
    • Y10S903/906Motor or generator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904Component specially adapted for hev
    • Y10S903/909Gearing
    • Y10S903/91Orbital, e.g. planetary gears

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)

Abstract

Ein elektrisch verstellbares Getriebe weist einen Differentialzahnradsatz mit einem ersten, zweiten und dritten Element auf, der funktional zwischen ein Antriebselement und ein Abtriebselement geschaltet ist. 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 mindestens 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 zu empfangen und Leistung zwischen diesen zu übertragen. Die Rotoren sind jeweils mit jeweils einem unterschiedlichen Element des Differentialzahnradsatzes funktional verbunden. Das Getriebe weist eine mechanische Leistungsstrecke und eine elektromechanische Leistungsstrecke auf. In manchen Ausführungsformen sind selektiv einrückbare Drehmomentübertragungsmechanismen derart angeordnet, dass sie verschiedene Modi eines elektrisch verstellbaren Leistungsflusses zulassen. Es werden Ausführungsformen mit Eingangsleistungsverzweigung und kombinierter Leistungsverzweigung vorgestellt. Es werden Ausführungsformen mit koaxialen Rotoren und Ausführungsformen mit axial benachbarten, axial ausgerichteten Rotoren vorgestellt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem Verbund-Motor/Generator.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 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.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 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;
  • 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;
  • 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;
  • 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;
  • 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;
  • 6A ist eine schematische axiale Ansicht eines Verbund-Motors/Generators, der koaxiale Rotoren mit einem gemeinsamen Stator dazwischen aufweist und zwei separate Flussstrecken besitzt;
  • 6B ist eine schematische Querschnittsansicht des Motors/Generators von 6A, genommen entlang der in 6A angegebenen Pfeile;
  • 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
  • 7B ist eine schematische Querschnittsansicht des Motors/Generators von 7A, genommen entlang der in 7A angegebenen Pfeile.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (17)

  1. Getriebe für ein Fahrzeug, das eine Maschine aufweist, umfassend: ein Antriebselement, das funktional mit der Maschine verbunden ist, um von der Maschine Leistung aufzunehmen; ein Abtriebselement; einen Differentialzahnradsatz, der ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweist und funktional zwischen das Antriebselement und das Abtriebselement geschaltet ist; einen Verbund-Motor/Generator, der einen einzigen Stator, einen ersten Rotor und einen zweiten Rotor aufweist; wobei der einzige Stator betreibbar ist, um Leistung an den ersten und zweiten Rotor zu liefern, Leistung von diesen zu empfangen und Drehmoment zwischen diesen zu übertragen, wobei der erste und zweite Rotor funktional mit unterschiedlichen der Elemente des Differentialzahnradsatzes verbindbar sind, so dass das Getriebe ein elektrisch verstellbares Getriebe ist, das eine mechanische Leistungsstrecke und eine elektromechanische Leistungsstrecke aufweist.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, das ferner mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen umfasst; wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar sind, um mehrere elektrisch verstellbare Betriebsmodi und zumindest ein festes Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement bereitzustellen.
  3. Getriebe nach Anspruch 1, wobei das Getriebe als ein Getriebe mit Eingangsleistungsverzweigung ausgestaltet ist.
  4. Getriebe nach Anspruch 1, wobei das Getriebe als ein Getriebe mit kombinierter Leistungsverzweigung ausgestaltet ist.
  5. Getriebe nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Batterie; und einen einzigen Umrichter, der die Batterie funktional mit dem Stator verbindet, um Leistung zwischen der Batterie und dem Stator zu übertragen; wobei sich das Getriebe durch ein Fehlen irgendwelcher zusätzlicher mit dem Stator verbundener Umrichter auszeichnet.
  6. Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Rotoren axial zueinander zur Rotation um eine gemeinsame Achse beabstandet sind.
  7. Getriebe nach Anspruch 6, wobei der erste Rotor zur gemeinsamen Rotation mit dem Abtriebselement verbunden ist und der zweite Rotor konzentrisch um das Abtriebselement rotiert.
  8. Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Rotoren koaxial sind.
  9. Getriebe nach Anspruch 8, wobei die Rotoren durch den einzigen Stator umhüllt sind.
  10. Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Differentialzahnradsatz ein erster Differentialzahnradsatz ist, bei dem das erste Element zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Rotor verbunden ist, das zweite Element zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Rotor verbunden ist und das zweite dritte Element zur gemeinsamen Rotation mit dem Antriebselement verbunden ist, und ferner umfassend: einen zweiten Differentialzahnradsatz, der zwischen den Verbund-Motor/Generator und das Abtriebselement geschaltet ist und ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist, wobei das erste Element des zweiten Differentialzahnradsatzes zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Rotor verbunden ist; wobei das dritte Element des zweiten Differentialzahnradsatzes zur gemeinsamen Rotation mit dem Abtriebselement verbunden ist; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des zweiten Differentialzahnradsatzes an einem feststehenden Element festzulegen, um eine Leistungsstrecke mit Eingangsleistungsverzweigung mit dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen; und einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den zweiten Rotor zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element des zweiten Differentialzahnradsatzes zu verbinden, um eine Leistungsstrecke mit kombinierter Leistungsverzweigung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
  11. Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Verbund-Motor/Generator flussgekoppelt ist.
  12. Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Verbund-Motor/Generator wicklungsgekoppelt ist.
  13. Getriebe nach Anspruch 1, wobei eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten und zweiten Rotor zumindest teilweise auf grund eines Magnetflusses erfolgt, der in einem der Rotoren induziert wird.
  14. Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen elektromagnetischen Verbund-Motor/Generator, der einen einzigen Stator aufweist, der betreibbar ist, um Leistung zwischen einem ersten Rotor und einem zweiten Rotor zu übertragen; einen einfachen Planetenradsatz, der funktional mit den Rotoren verbindbar ist; und wobei der einfache Planetenradsatz und der elektromagnetische Verbund-Motor/Generator sowohl eine mechanische Leistungsstrecke als auch eine elektromechanische Leistungsstrecke zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herstellen.
  15. Getriebe nach Anspruch 14, wobei der einfache Planetenradsatz einen Leistungsfluss mit Eingangsleistungsverzweigung durch das Getriebe herstellt.
  16. Getriebe nach Anspruch 14, ferner umfassend: einen zweiten Planetenradsatz, der den elektromagnetischen Verbund-Motor/Generator mit dem Abtriebselement verbindet, um einen Leistungsfluss mit kombinierter Leistungsverzweigung durch das Getriebe herzustellen.
  17. Antriebsstrang für ein Hybrid-Elektrofahrzeug, umfassend: eine Maschine; eine Batterie; einen Controller; einen Stromumrichter; ein Getriebe, umfassend: einen Differentialzahnradsatz, der ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweist; mehrere selektiv einrückbare Drehmomentübertragungsmechanismen; einen Elektromotor/Generator, der einen Stator, einen ersten Rotor und einen zweiten Rotor umfasst; wobei der erste Rotor funktional mit dem ersten Element des Differentialzahnradsatzes verbunden ist; wobei der zweite Rotor funktional mit einem zweiten Element des Differentialzahnradsatzes verbunden ist; wobei der Stator funktional mit der Batterie durch den Stromumrichter verbindbar ist und in der Lage ist, Leistung direkt zu dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor zu übertragen und von diesen aufzunehmen, und wobei die Einrückung der Drehmomentübertragungsmechanismen von dem Controller derart gesteuert wird, dass das Getriebe in einem elektrisch verstellbaren Modus und in einem festen Übersetzungsverhältnis arbeiten kann.
DE102007040342A 2006-08-29 2007-08-27 Elektrisch verstellbares Getriebe mit einem Verbund-Motor/Generator Withdrawn DE102007040342A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/467,981 US7591748B2 (en) 2006-08-29 2006-08-29 Electrically variable transmission with a compound motor/generator
US11/467,981 2006-08-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007040342A1 true DE102007040342A1 (de) 2008-03-27

Family

ID=39105303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007040342A Withdrawn DE102007040342A1 (de) 2006-08-29 2007-08-27 Elektrisch verstellbares Getriebe mit einem Verbund-Motor/Generator

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7591748B2 (de)
CN (1) CN101135360B (de)
DE (1) DE102007040342A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592641C1 (ru) * 2015-06-30 2016-07-27 Андрей Александрович Ачитаев Электромеханическая система

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4207939B2 (ja) * 2005-08-31 2009-01-14 トヨタ自動車株式会社 駆動装置およびこれを備える動力出力装置
EP2072311A1 (de) * 2007-12-18 2009-06-24 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Antriebssystem für ein Hybridfahrzeug
US8272464B2 (en) * 2008-04-04 2012-09-25 GM Global Technology Operations LLC Motor assembly for alternative fuel vehicles
EP2414184B1 (de) * 2008-11-07 2014-07-16 Magna Powertrain USA, Inc. Zwei-geschwindigkeiten-treibachse für einen elektroantrieb
GB2466967B (en) * 2009-01-16 2013-09-25 Gm Global Tech Operations Inc Drive mechanism for selectively switching a drive between propulsion and torque vectoring mode
US8479851B2 (en) * 2009-10-27 2013-07-09 Magna Powertrain Of America, Inc. Electric drive unit with modular motor assembly
GB201015311D0 (en) * 2010-09-14 2010-10-27 Romax Technology Ltd Hybrid drive
US8444516B2 (en) * 2010-09-15 2013-05-21 Chrysler Group Llc Multi-speed drive unit
US8742641B2 (en) 2010-11-23 2014-06-03 Remy Technologies, L.L.C. Concentric motor power generation and drive system
US8668611B2 (en) * 2011-02-24 2014-03-11 Tai-Her Yang Dual-drive electric machine having controllable epicycle gear set
US9000644B2 (en) 2012-06-05 2015-04-07 Remy Technologies, L.L.C. Concentric motor power generation and drive system
US8591362B1 (en) * 2012-11-01 2013-11-26 Ge Aviation Systems Llc Mechanically synchronized actuator and methods for synchronizing
DE102012220827A1 (de) * 2012-11-15 2014-05-15 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug und Verfahren zum Betreiben derselben
US9431884B2 (en) 2013-03-26 2016-08-30 Caterpillar Inc. Dual rotor switched reluctance machine
DE102014109379A1 (de) * 2014-07-04 2016-01-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebssystem für ein Fahrzeug und Fahrzeug
US9545903B2 (en) * 2015-02-02 2017-01-17 Goodrich Corporation Electromechanical brake actuator with variable speed epicyclic gearbox
US9482330B1 (en) * 2015-05-12 2016-11-01 GM Global Technology Operations LLC Hybrid transmission
CN105202131A (zh) * 2015-08-20 2015-12-30 安徽江淮汽车股份有限公司 一种汽车发电机变速装置及其控制方法
CN105782361B (zh) * 2016-03-25 2018-06-01 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种发电机及其增速结构
CN107813699A (zh) * 2016-09-14 2018-03-20 博格华纳公司 电动车驱动***
CH715122A1 (de) * 2018-06-25 2019-12-30 kopter group ag Drehflügler mit einem elektrischen Antrieb zum Antreiben eines Haupt- und/oder Heckrotors des Drehflüglers.
CN111174677A (zh) * 2018-11-12 2020-05-19 海鹰航空通用装备有限责任公司 高速电机测试***
US12030651B2 (en) * 2021-01-05 2024-07-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Parallel hybrid power plant with hollow motor
CN113879102B (zh) * 2021-10-28 2024-07-12 池洪 双转子电动机、包含该电动机的混合动力汽车

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6072287A (en) * 1999-03-11 2000-06-06 Lockheed Martin Corporation Polyphase AC machine controller
JP3671836B2 (ja) * 1999-12-10 2005-07-13 日産自動車株式会社 複合モータ
JP3641245B2 (ja) * 2002-03-13 2005-04-20 日産自動車株式会社 ハイブリッド変速機の変速制御装置
CN100354155C (zh) * 2004-09-17 2007-12-12 日产自动车株式会社 混合变速器
US7240751B2 (en) * 2005-05-09 2007-07-10 Ford Global Technologies, Llc Dual rotor motor for a hybrid vehicle transmission

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592641C1 (ru) * 2015-06-30 2016-07-27 Андрей Александрович Ачитаев Электромеханическая система

Also Published As

Publication number Publication date
US7591748B2 (en) 2009-09-22
US20080058145A1 (en) 2008-03-06
CN101135360B (zh) 2010-09-29
CN101135360A (zh) 2008-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007040342A1 (de) Elektrisch verstellbares Getriebe mit einem Verbund-Motor/Generator
DE102006044885B4 (de) Kraftübertragungsstrang mit seriellem elektrischen Anfahrvermögen und mit durch elektrische Energie unterstütztem Leistungsvermögen
DE102005035404B4 (de) Elektrisch verstellbares Zweiwegegetriebe
DE102005034929B4 (de) Elektrisch verstellbare Getriebeanordnung
DE102011088647B4 (de) Elektromechanische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102014110443A1 (de) Fahrzeugantriebsstrang mit Kupplungsaktor, der elektrische Leistung liefert
EP2558746A1 (de) Stufenlose getriebevorrichtung mit leistungsverzweigung
DE102005022011A1 (de) Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem elektrischen Antriebsaggregat
DE102008056677A1 (de) Hybridantriebsstrang
DE102006060063A1 (de) Elektrisch verstellbares Getriebe mit einem Bereich und einer Sperrkupplung und Verfahren zum Betieb
WO2015082168A1 (de) Getriebe, hybridantriebsstrang und antriebsstrang für elektrofahrzeug
DE112013000967T5 (de) Antriebseinheit für Fahrzeuge
DE102016104046A1 (de) Achsanordnung für ein Hybridelektrofahrzeug
DE102009054358B4 (de) Elektrisch verstellbares Getriebe mit modularem Aufbau
DE102013225209B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102010007466A1 (de) Antriebsstrang mit einem Motor/Generator mit dualem Rotor
DE102017103449A1 (de) Achsanordnung für ein Hybridelektrofahrzeug
DE102016207450A1 (de) Hybridgetriebe
DE102015213713A1 (de) Hybridantriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102011088648B4 (de) Elektromechanische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102011120251A1 (de) Hybridgetriebe mit Leistungsverzweigung mit variablem Verhältnis
AT519737B1 (de) Antriebsstrang für ein fahrzeug
DE102013225202B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102012203604A1 (de) Hybridgetriebe mit Leistungsverzweigung mit variablem Verhältnis
EP3077239B1 (de) Getriebe, hybridantriebsstrang und antriebsstrang für elektrofahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT AUFGEHOBEN

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC , ( N. D. , US

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC (N. D. GES, US

Free format text: FORMER OWNER: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, MICH., US

Effective date: 20110323

R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee