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DE102010018448B4 - Hybridantriebsstrang und Verfahren für seinen Betrieb - Google Patents

Hybridantriebsstrang und Verfahren für seinen Betrieb Download PDF

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DE102010018448B4
DE102010018448B4 DE102010018448.9A DE102010018448A DE102010018448B4 DE 102010018448 B4 DE102010018448 B4 DE 102010018448B4 DE 102010018448 A DE102010018448 A DE 102010018448A DE 102010018448 B4 DE102010018448 B4 DE 102010018448B4
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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs; wobei der Hybridantriebsstrang eine Maschine und ein Getriebe enthält; wobei das Getriebe ein Eingangselement, das mit der Maschine verbunden ist, ein Ausgangselement, ein feststehendes Element, einen ersten und einen zweiten Motor/Generator, eine erste Planetenzahnradanordnung und eine zweite Planetenzahnradanordnung aufweist; wobei das Eingangselement zur Drehung mit einem ersten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei das Ausgangselement zur Drehung mit einem ersten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei der erste Motor/Generator zur Drehung mit einem zweiten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei der zweite Motor/Generator zur Drehung mit einem zweiten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei ein Verbindungselement das dritte Element der ersten Planetenzahnradanordnung zur gemeinsamen Drehung mit einem dritten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbindet; wobei eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um den ersten Motor/Generator an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um das Verbindungselement zur Drehung mit dem Ausgangselement zu verbinden, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus und einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, wobei der dritte und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar sind, um verschiedene Elemente der zweiten Planetenzahnradanordnung mit dem feststehenden Element oder zur gemeinsamen Drehung miteinander zu verbinden, enthält; wobei das Verfahren umfasst:Festsetzen dreier verschiedener elektrisch variabler Betriebsmodi durch Einrücken verschiedener des zweiten, des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus in Ansprechen auf jeweils verschiedene Fahrzeugbetriebsbedingungen;Festsetzen wenigstens zweier verschiedener Festverhältnismodi durch Einrücken des ersten Drehmomentübertragungsmechanismus zusätzlich zu den jeweils verschiedenen des zweiten, des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, die eingerückt sind, um die elektrisch variablen Betriebsmodi festzusetzen; wobei die wenigstens zwei verschiedenen Festverhältnismodi in Ansprechen auf jeweils verschiedene Fahrzeugbetriebsbedingungen festgesetzt werden, die bei dem Ausgangselement ein höheres Drehmoment als die jeweils verschiedenen Fahrzeugbetriebsbedingungen der elektrisch variablen Betriebsmodi erfordern,wobei es insbesondere ferner umfasst:Festsetzen eines Parallelhybrid-Betriebsmodus durch Steuern des zweiten Motors/Generators zum Fungieren als ein Motor zum Hinzufügen von Drehmoment oder als ein Generator zum Aufnehmen von Drehmoment für die regenerative Bremsung während wenigstens eines der festgesetzten Festverhältnismodi.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Hybridantriebsstrang mit mehreren festen und variablen Drehzahlverhältnissen, wie beispielsweise aus der US 2007 / 0 111 837 A bekannt, und auf ein Verfahren, um ihn zu betreiben.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Hybridantriebsstränge können die Fahrzeugkraftstoffwirtschaftlichkeit auf eine Vielzahl von Arten verbessern. Zum Beispiel kann die Maschine in einigen Hybridantriebssträngen im Leerlauf, während Zeitdauern der Verzögerung und Bremsung und während Zeitdauern niedriger Geschwindigkeit oder des Betriebs mit geringer Last ausgeschaltet werden, um Wirkungsgradverluste wegen des Motorschleppmoments zu beseitigen. Während dieser Maschine-aus-Zeitdauern wird die (über regenerative Bremsung) aufgefangene Bremsenergie oder die Energie, die von einem der Motoren gespeichert wird, die während Zeitdauern, wenn die Maschine arbeitet, als Generator wirken, genutzt. Während des Betriebs in elektrisch variablen Maschine-ein-Modi wird ein vorübergehender Bedarf an Maschinendrehmoment oder -leistung durch die Motoren/Generatoren ergänzt, was eine Verkleinerung der Maschine ohne Verringerung der offensichtlichen Fahrzeugleistung zulässt. Außerdem kann die Maschine für einen gegebenen Leistungsbedarf bei oder nahe dem Punkt des optionalen Wirkungsgrads betrieben werden. Die Motoren/Generatoren können während der Bremsung die kinetische Energie des Fahrzeugs auffangen, die dazu verwendet wird, die Maschine länger ausgeschaltet zu halten, Maschinendrehmoment oder -leistung zu ergänzen und/oder bei einer niedrigeren Maschinendrehzahl zu arbeiten oder Zusatzleistungsversorgungen zu ergänzen. Außerdem sind die Motoren/Generatoren sehr effizient bei der Zusatzleistungserzeugung und dient elektrische Leistung von der Batterie als eine verfügbare Drehmomentreserve, die den Betrieb bei einem verhältnismäßig niedrigen zahlenmäßigen Getriebedrehzahlverhältnis zulässt. Der Hybridantriebsstrang muss so ausgelegt werden, dass er arbeitet, wenn die Fahrzeugbetriebsbedingungen ein hohes Ausgangsdrehmoment erfordern. Sich hierfür auf Drehmoment von den Motoren/Generatoren zu stützen, kann die Verwendung verhältnismäßig großer Motoren/Generatoren und/oder einer großen Energiespeichervorrichtung erfordern.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, zumindest eine Realisierung anzugeben, die es erlaubt, möglichst kleine Motor/Generatoren und/oder Energiespeichervorrichtungen in einem Hybridantriebsstrang zu verwenden, ohne dass dies zu Lasten der Leistungsfähigkeit des Antriebsstrangs geht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe wird mit Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 4 und mit einem Hybridantriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
  • Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridantriebsstrangs geschaffen, das den Betrieb in mehreren Festverhältnismodi ermöglicht, die für das Abschleppen und für andere Fahrzeugbetriebszustände, in denen ein verhältnismäßig hohes Ausgangsdrehmoment erforderlich ist, geeignet sind. Dadurch, dass Festverhältnismodi bereitgestellt werden, brauchen die Motoren/Generatoren nicht so bemessen zu sein, dass sie das erforderliche hohe Ausgangsdrehmoment bereitstellen, sodass Kosten- und Bauraumanforderungen potentiell verringert werden. Das Verfahren ist auf einen Hybridantriebsstrang anwendbar, der eine Maschine und ein Getriebe enthält. Das Getriebe weist ein Eingangselement, das mit der Maschine verbunden ist, ein Ausgangselement, ein feststehendes Element, einen ersten und einen zweiten Motor/Generator, eine erste Planetenzahnradanordnung und eine zweite Planetenzahnradanordnung auf. Das Eingangselement ist zur Drehung mit einem ersten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden. Das Ausgangselement ist zur Drehung mit einem ersten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden. Der erste Motor/Generator ist zur Drehung mit einem zweiten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden. Der zweite Motor/Generator ist zur Drehung mit einem zweiten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden. Ein Verbindungselement verbindet ein drittes Element der ersten Planetenzahnradanordnung zur gemeinsamen Drehung mit einem dritten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung. Es sind eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen einschließlich eines ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um den ersten Motor/ Generator an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um das Verbindungselement zur Drehung mit dem Ausgangselement zu verbinden, ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus und ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus bereitgestellt. Der dritte und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus sind wahlweise einrückbar, um verschiedene Elemente der zweiten Planetenzahnradanordnung mit dem feststehenden Element oder zur gemeinsamen Drehung miteinander zu verbinden.
  • Das Verfahren enthält das Festsetzen dreier verschiedener elektrisch variabler Betriebsmodi durch Einrücken Verschiedener des zweiten, des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus in Ansprechen auf jeweils verschiedene Fahrzeugbetriebsbedingungen. Das Verfahren enthält ferner das Festsetzen wenigstens zweier verschiedener Festverhältnismodi durch Einrücken des ersten Drehmomentübertragungsmechanismus zusätzlich zu den jeweils Verschiedenen des zweiten, des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, die eingerückt werden, um die elektrisch variablen Betriebsmodi festzusetzen. Die wenigstens zwei verschiedenen Festverhältnismodi werden in Ansprechen auf jeweils verschiedene Fahrzeugbetriebsbedingungen festgesetzt, die bei dem Ausgangselement ein höheres Drehmoment als die jeweils verschiedenen Fahrzeugbetriebsbedingungen der elektrisch variablen Betriebsmodi erfordern.
  • Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, hervor.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Hybridgetriebe, wie es der Art nach im Wesentlichen aus der US 2008 / 0 207 374 A1 bekannt ist;
    • 2 ist eine Tabelle, die einen Einrückplan der Drehmomentübertragungsmechanismen des Getriebes aus 1 zum Festsetzen unterschiedlicher Betriebsmodi zeigt;
    • 3 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Hybridgetriebe;
    • 4 ist eine Tabelle, die einen Einrückplan der Drehmomentübertragungsmechanismen des Getriebes aus 3 zum Festsetzen unterschiedlicher Betriebsmodi zeigt;
    • 5 ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Hybridgetriebe;
    • 6 ist eine Tabelle, die einen Einrückplan der Drehmomentübertragungsmechanismen des Getriebes aus 5 zum Festsetzen unterschiedlicher Betriebsmodi zeigt; und
    • 7 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs wie etwa der Antriebsstränge aus 1, 3 und 5.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Ansichten auf die gleichen Komponenten beziehen, zeigt 1 einen Hybridantriebsstrang 10 mit einer Maschine 12, die mit einem Hybridgetriebe 14 verbunden ist. Die Maschine 12 weist ein Ausgangselement wie etwa eine Kurbelwelle auf, das zum Antreiben eines Eingangselements 16 des Getriebes 14 verbunden ist, was über einen Dämpfungsmechanismus, einen Drehmomentwandler oder eine andere bekannte Verbindung erfolgen kann.
  • Das Getriebe 14 enthält eine erste Planetenzahnradanordnung 20 und eine zweite Planetenzahnradanordnung 30. Die erste Planetenzahnradanordnung 20 ist ein einfacher Planetenradsatz, der ein Sonnenradelement 22, ein Hohlradelement 24 und ein Trägerelement 26, das drehbar eine Mehrzahl von Planeten 27 stützt, die sowohl mit dem Sonnenrad 22 als auch mit dem Hohlradelement 24 kämmen, aufweist.
  • Die zweite Planetenzahnradanordnung 30 ist ein kombinierter Planetenradsatz, der ein erstes Sonnenradelement 32, ein zweites Sonnenradelement 42, ein einzelnes Trägerelement 46, das drehbar zwei Sätze von Planeten 47 und 48 stützt, und ein Hohlradelement 44 aufweist. Die Planeten 47 sind lange Planeten und kämmen mit dem Sonnenradelement 32 und mit den Planeten 48. Die Planeten 48 kämmen mit dem Hohlradelement 44. Ein Verbindungselement 50 verbindet das Hohlradelement 24 zur gemeinsamen Drehung mit dem Trägerelement 46. Das Verbindungselement 50 kann eine Komponente wie etwa eine Nabe oder mehrere integrale und sich gemeinsam drehende Komponenten sein.
  • Das Getriebe 14 enthält einen ersten Motor/Generator 60A und einen zweiten Motor/Generator [engl.: „motor generator“] 60B. Der erste Motor/Generator 60A enthält einen Stator 62A, der an einem feststehenden Element 64 wie etwa einem Getriebegehäuse auf Masse festgelegt ist. Das feststehende Element 64 wird als feststehend angesehen, da es ein nicht rotierendes Element des Getriebes 14 ist. Der Motor/Generator 60A enthält außerdem einen Rotor 66A, der dafür konfiguriert ist, drehbar angetrieben zu werden, wenn der Stator 62A unter Strom gesetzt wird, und der dafür konfiguriert ist, elektrische Energie in dem Stator 62A zu erzeugen, wenn der Motor/Generator 60A zum Arbeiten als ein Generator gesteuert wird. Der Rotor 66A ist ständig zur Drehung mit dem Sonnenradelement 22 verbunden.
  • Ähnlich enthält der Motor/Generator 60B außerdem einen Rotor 66B, der dafür konfiguriert ist, drehbar angetrieben zu werden, wenn der Stator 62B unter Strom gesetzt wird, und der dafür konfiguriert ist, in dem Stator 62B elektrische Energie zu erzeugen, wenn der Motor/Generator 60B zum Arbeiten als ein Generator gesteuert wird. Der Rotor 66B ist ständig zur Drehung mit dem Sonnenradelement 42 verbunden.
  • Außerdem enthält das Getriebe 14 wahlweise einrückbare Drehmomentübertragungsmechanismen einschließlich eines ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Bremse 70, eines zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Kupplung 72, eines dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Bremse 74, und eines vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Bremse 76. Die Drehmomentübertragungsmechanismen können Bremsen und Kupplungen vom Reibscheibentyp sein, die über Hydraulikdruck einrückbar sind, sind darauf aber nicht beschränkt. Die Bremse 70 ist wahlweise einrückbar, um den Rotor 66A des Motors/Generators 60A und das Sonnenradelement 22 zu dem feststehenden Element 64 auf Masse festzulegen. Die Kupplung 72 ist wahlweise einrückbar, um das miteinander verbundene Trägerelement 46 und Hohlradelement 24 zur gemeinsamen Drehung mit dem Hohlradelement 44 und mit dem Ausgangselement 17 zu verbinden. Die Bremse 74 ist wahlweise einrückbar, um den Rotor 66B des Motors/Generators 60B und das Sonnenradelement 42 zu dem feststehenden Element 64 auf Masse festzulegen. Die Bremse 76 ist wahlweise einrückbar, um das Sonnenradelement 32 zu dem feststehenden Element 64 auf Masse festzulegen.
  • Das Getriebe 14 ist steuerbar, um in Übereinstimmung mit den Fahrzeugbetriebsbedingungen gemäß der Steuerung eines Steuersystems 80 in verschiedenen Betriebsmodi zu arbeiten. Das Steuersystem 80 enthält einen Controller 82, der Elektronik wie etwa einen Prozessor 84 enthält, in der ein Steueralgorithmus gespeichert ist. Der Controller 82 ist durch einen Übertragungsleiter mit einem Leistungswechselrichter/-gleichrichter (im Folgenden nur noch als Leistungswechselrichter bezeichnet) 86 funktional verbunden. Der Leistungswechselrichter 86 steht wiederum über einen Übertragungsleiter in Verbindung mit einer elektrischen Speichervorrichtung 88. Die elektrische Speichervorrichtung 88 kann eine oder mehrere Batterien sein, wird hier aber als eine Batterie bezeichnet. Anstelle der Batterien können andere elektrische Speichervorrichtungen verwendet werden, die die Fähigkeit aufweisen, elektrische Leistung zu speichern und elektrische Leistung abzugeben.
  • Die Übertragungsleiter ermöglichen, dass der Leistungswechselrichter 86 die gespeicherte elektrische Leistung in einem Motormodus für den Motor/Generator 60A und/oder für den Motor/Generator 60B bereitstellt oder in einem Generatormodus elektrische Leistung von dem Motor/ Generator 60A und/oder von dem Motor/Generator 60B zu der elektrischen Speichervorrichtung 88 überträgt. Außerdem steht der Controller 82 über Übertragungsleiter in Verbindung mit einem Ventilgehäuse 90, um wie im Folgenden beschrieben das wahlweise Einrücken oder Ausrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen 70, 72, 74 und 76 über Hydraulikfluiddruck, wie der Fachmann auf dem Gebiet versteht, zu steuern. In alternativen Ausführungsformen können die Drehmomentübertragungsmechanismen 70, 72, 74 und 76 elektrisch oder auf andere Weise betätigt werden. Die Verbindung des Ventilgehäuses 90 mit den Drehmomentübertragungsmechanismen 70, 72, 74, 76 erfolgt durch verschiedene Fluiddurchlässe in dem Ventilgehäuse 90 und in dem feststehenden Element 64. Das wahlweise Einrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen 70, 72, 74 und 76 zusammen mit der Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments des Motors/Generators 60A, 60B und der Maschine 12 bestimmt den Betriebsmodus des Antriebsstrangs 10.
  • Der Controller 82 empfängt eine Mehrzahl von Eingangssignalen 92 wie etwa Sensorsignale von Sensoren (nicht gezeigt), die zum Überwachen des Betriebs der Maschine 12, des Eingangselements 16, des Ausgangselements 17, der Fahrzeugräder (nicht gezeigt) positioniert sind, und/oder Eingangssignale von einem Fahrzeugbetreiber wie etwa eine Fahrpedalposition. Die Eingangssignale 92 entsprechen den Fahrzeugbetriebsbedingungen. Der Prozessor 84 verarbeitet die Eingangssignale 92 in Übereinstimmung mit dem gespeicherten Algorithmus 84 und stellt in Ansprechen auf die Eingangssignale 92 Steuersignale 94, 96 entlang der Übertragungsleiter sowie Steuersignale zum Steuern der Maschine 12 bereit. Die Steuersignale 94, 96 setzen den Betriebsmodus des Antriebsstrangs 10 fest.
  • Steuersignale 94 zu dem Wechselrichter 86 veranlassen, dass der Wechselrichter 86 elektrischen Strom von der Energiespeichervorrichtung 88 zu den Motoren/Generatoren 60A und/oder 60B bereitstellt, oder können veranlassen, dass elektrischer Strom von den Statoren 62A und/oder 62B in der Energiespeichervorrichtung 88 gespeichert wird. Steuersignale 96 zu dem Ventilgehäuse 90 steuern die Bewegung elektrohydraulischer Ventile (nicht gezeigt, wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet aber bekannt sind) innerhalb des Ventilgehäuses 90, die den Hydraulikdruck zu den Drehmomentübertragungsmechanismen 70, 72, 74 und 76 regulieren, um das Einrücken davon zu steuern. Steuersignale zu der Maschine steuern den Ein/Aus-Status sowie die Drehzahl der Maschine 12.
  • 2 zeigt den Einrückplan der Drehmomentübertragungsmechanismen 70, 72, 74 und 76 zum Festsetzen sechs verschiedener Betriebsmodi des Antriebsstrangs 10 wie gezeigt. Es ist der Einrückplan für drei elektrisch variable Betriebsmodi, EVT-1, EVT-2 und EVT-3, sowie drei Festbetriebsmodi, Fest 1, Fest 2 und Fest 3, gezeigt. Das Festsetzen dieser sechs Betriebsmodi erfolgt in Übereinstimmung mit dem Verfahren 300 aus 7, das im Folgenden beschrieben ist.
  • Zum Festsetzen des elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-1 wird die Bremse 76 eingerückt, ist die Maschine 12 eingeschaltet, wird der Motor/ Generator 60A zum Arbeiten als ein Generator gesteuert, wird der Motor/ Generator 60B zum Arbeiten als ein Motor gesteuert und wird das Drehmoment über den Planetenradsatz 30 vervielfacht.
  • Zum Festsetzen des elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-2 wird die Kupplung 72 eingerückt, ist die Maschine 12 eingeschaltet, wird der Motor/ Generator 60A zum Arbeiten als ein Generator gesteuert und wird der Motor/Generator 60B zum Arbeiten als ein Motor gesteuert. Das Einrücken der Kupplung 72 veranlasst, dass alle Glieder der Planetenzahnradanordnung 30 zur Drehung mit derselben Drehzahl wie das Verbindungselement 50 und das Ausgangselement 17 miteinander verriegelt werden.
  • Zum Festsetzen des elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-3 wird die Bremse 74 eingerückt, ist die Maschine 12 eingeschaltet und wird der Motor/Generator 60B zum Arbeiten als ein Generator gesteuert, der der Energiespeichervorrichtung 88 über das Steuersystem 80 elektrische Leistung zuführt. Die gespeicherte Leistung wird dem Motor/Generator 60A zugeführt, der zum Fungieren als ein Motor gesteuert wird.
  • Der elektrisch variable Betriebsmodus EVT-1 ist geeignet für einen Bereich von Betriebsbedingungen mit verhältnismäßig hohem Ausgangsdrehmoment und niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, der elektrisch variable Betriebsmodus EVT-2 ist geeignet für einen Bereich von Betriebsbedingungen mit verhältnismäßig niedrigerem Ausgangsdrehmoment und höherer Fahrzeuggeschwindigkeit und der elektrisch variable Betriebsmodus EVT-3 ist geeignet für Betriebsbedingungen mit noch niedrigerem Ausgangsdrehmoment und höherer Fahrzeuggeschwindigkeit. Somit kann der Controller 82 auf der Grundlage der Eingangssignale 92 bestimmen, dass die Fahrzeugbetriebsbedingungen das Schalten von EVT-1 zu EVT-2 und daraufhin zu EVT-3 rechtfertigen, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, und wird er geeignete Steuersignale 96 zu dem Ventilgehäuse 90 senden, um eine solche Abfolge von Modi festzusetzen.
  • Die Eingangssignale 92, die von dem Controller 82 empfangen werden und in Übereinstimmung mit dem Algorithmus 84 verarbeitet werden, können zu Steuersignalen 96 führen, die einen der drei verfügbaren Festverhältnismodi FEST 1, FEST 2 oder FEST 3 implementieren. Ein Festverhältnis-Betriebsmodus ist geeignet, wenn Ausgangsdrehmomentanforderungen vorübergehend zunehmen wie etwa während der Fahrzeugbeschleunigung oder der Bergauffahrt, oder für eine längere Zeitdauer wie etwa, wenn das Fahrzeug zum Abschleppen verwendet wird. Auftreten einer Beschleunigung oder Bergauffahrt würden dem Controller über in das Fahrzeug eingebaute Sensoren wie etwa Drehmomentsensoren an dem Ausgangselement 17 zugeführt. Das Auftreten des Abschleppens kann durch einen Schalthebel, der durch den Fahrzeugbetreiber ausgewählt wird, oder durch Drehmomentsensoren angegeben werden.
  • Zum Festsetzen des Festverhältnis-Betriebsmodus FEST 1 werden die Bremsen 70 und 76 eingerückt. Somit wird der Motor/Generator 60A auf Masse festgelegt und wird ein festes Verhältnis festgesetzt. Der Motor/Generator 60A ist ausgeschaltet. Der Motor/Generator 60B ist ausgeschaltet und mit einer Drehzahl proportional zu der der Maschine 12 im Freilauf. Durch Erden des Sonnenradelements 32 wird das Drehmoment über die zweite Planetenzahnradanordnung 30 zu dem Ausgangselement 17 vervielfacht. Der Modus FEST 1 kann durch Einrücken der Bremse 70 während des elektrisch variablen Modus EVT-1 festgesetzt werden oder kann aus der Fahrzeugruhe festgesetzt werden. Falls es die Fahrzeugbetriebsbedingungen während des festen Modus FEST 1 rechtfertigen, kann der Motor/ Generator 60B zum Arbeiten als ein Generator für das regenerative Bremsen oder als ein Motor zum Hinzufügen von Drehmoment gesteuert werden, sodass ein einfacher Parallelhybrid-Betriebsmodus festgesetzt wird, in dem die Drehzahl des Rotors 66B proportional zu der Drehzahl der Maschine 12 ist.
  • Zum Festsetzen des Festverhältnis-Betriebsmodus FEST 2 werden die Bremse 70 und die Kupplung 72 eingerückt. Somit wird der Motor/ Generator 60A auf Masse festgelegt und ein festes Verhältnis festgesetzt. Der Motor/Generator 60A ist ausgeschaltet. Der Motor/Generator 60B ist ausgeschaltet und mit einer Drehzahl proportional zu der der Maschine 12 im Freilauf. Der Modus FEST 2 kann durch Einrücken der Bremse 70 während des elektrisch variablen Modus EVT-2 festgesetzt werden. Falls es die Fahrzeugbetriebsbedingungen während des festen Modus FEST 2 rechtfertigen, kann der Motor/Generator 60B zum Arbeiten als ein Generator für die regenerative Bremsung oder als ein Motor zum Hinzufügen von Drehmoment gesteuert werden, sodass ein einfacher Parallelhybrid-Betriebsmodus festgesetzt wird, in dem die Drehzahl des Rotors 66B proportional zu der Drehzahl der Maschine 12 ist.
  • Zum Festsetzen des Festverhältnis-Betriebsmodus FEST 3 werden die Bremsen 70 und 74 eingerückt. Somit sind die beiden Motoren/Generatoren 60A und 60B ausgeschaltet, wobei die Rotoren 66A, 66B feststehend sind und ein festes Verhältnis festgesetzt wird. Der Modus FEST 3 kann durch Einrücken der Bremse 70 während des elektrisch variablen Modus EVT-3 festgesetzt werden.
  • Dementsprechend ist das Verfahren zum Steuern des Hybridantriebsstrangs 10 aus 1, wie er oben beschrieben ist, in 7 als Verfahren 300 gezeigt, das mit dem Block 302 beginnt, in dem der Controller 82 über Eingangssignale 92, die durch den Prozessor 84 verarbeitet werden, die Fahrzeugbetriebsbedingungen bestimmt. Auf der Grundlage der ständig überwachten Fahrzeugbetriebsbedingungen steuert der Controller 82 in Übereinstimmung mit der Tabelle aus 2 die Motoren/Generatoren 60A, 60B und das Einrücken der Kupplungen und Bremsen 70, 72, 74 und 76 zum Festsetzen des richtigen Betriebsmodus. Zum Beispiel bestimmt der Controller 82 aus einem Kaltstart der Maschine 12 und mit dem feststehenden Fahrzeug auf der Grundlage der Betriebsbedingungen wie etwa, ob die Betreibereingabe angibt, dass das Fahrzeug zum Abschleppen verwendet wird, dass entweder der erste elektrisch variable Betriebsmodus EVT-1 oder der erste Festverhältnismodus FEST 1 geeignet ist, und geht dementsprechend entweder zum Kasten 304 oder zum Kasten 306 über. Falls die Fahrzeugbetriebsbedingungen z. B. angeben, dass das Fahrzeug zum Abschleppen verwendet wird, wäre der erste Festverhältnismodus geeignet.
  • Wenn es entweder in dem ersten Festverhältnismodus FEST 1 oder in dem ersten elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-1 ist, geht das Verfahren 300 wieder zu Block 302 über, während der Controller 82 die Fahrzeugbetriebsbedingungen weiter überwacht. Unter der Annahme, dass andere Fahrzeugbetriebsbedingungen als die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen dieselben bleiben, wird das Verfahren 300 wahrscheinlich von dem ersten elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-1 zum Block 308 übergehen, wobei es den zweiten elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-2 festsetzt, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht hat, oder zu Block 304 zurückkehren, um von dem ersten Festverhältnismodus FEST 1 den ersten elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-1 festzusetzen, falls die Betriebsbedingungen, die den festen Modus rechtfertigen, wie etwa die Bergauffahrt, aufgehört haben und die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs liegt, der für den ersten elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-1 geeignet ist. Alternativ könnte das Verfahren 300 von dem ersten Festverhältnismodus FEST 1, der im Block 306 festgesetzt wird, zu dem zweiten Festverhältnismodus FEST 2 übergehen, der im Block 310 festgesetzt wird, falls es die Betriebsbedingungen wie etwa Abschleppen oder Bergauffahrt rechtfertigen.
  • Gleich, ob im Block 308 oder im Block 310, wird das Verfahren 300 fortgesetzt, um im Block 302 die gegenwärtigen Fahrzeugbetriebsbedingungen zu bestimmen, und fährt es dann, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, durch Einrücken der geeigneten Kupplungen und Bremsen wie in 2 angegeben fort, entweder im Block 312 den dritten elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-3 oder im Block 314 den dritten Festverhältnismodus FEST 3 festzusetzen.
  • Während irgendeines der Festverhältnismodi FEST 1, FEST 2 und FEST 3 kann der Controller 82 bestimmen, dass zusätzliches Antriebsdrehmoment notwendig ist oder dass weniger Drehmoment notwendig ist (z. B. regenerative Bremsung), und zu Block 316 gehen, in dem der zweite Motor/Generator 60B zum Fungieren als ein Motor bzw. als ein Generator gesteuert wird. Das Fungieren des zweiten Motors/Generators 60B als ein Generator verlangsamt das Ausgangselement 17 und wird als regenerative Bremsung bezeichnet. Das Steuern des zweiten Motors/Generators 60B zum Fungieren als ein Motor setzt in dieser Weise einen einfachen Parallelhybrid-Betriebsmodus fest.
  • Zweite Ausführungsform
  • In 3 weist eine andere Ausführungsform eines Hybridantriebsstrangs 110 eine Maschine 112 auf, die mit einem Hybridgetriebe 114 verbunden ist. Die Maschine 112 weist ein Ausgangselement wie etwa eine Kurbelwelle auf, das zum Antreiben eines Eingangselements 116 des Getriebes 114 verbunden ist, was über einen Dämpfungsmechanismus, einen Drehmomentwandler oder eine andere bekannte Verbindung erfolgen kann.
  • Das Getriebe 114 enthält eine erste Planetenzahnradanordnung 120, eine zweite Planetenzahnradanordnung 130 und eine dritte Planetenzahnradanordnung 140. Die erste Planetenzahnradanordnung 120 ist ein einfacher Planetenradsatz, der ein Sonnenradelement 122, ein Hohlradelement 124 und ein Trägerelement 126, das drehbar eine Mehrzahl von Planeten 127 stützt, die sowohl mit dem Sonnenradelement 122 als auch mit dem Hohlradelement 124 kämmen, aufweist.
  • Der zweite Planetenradsatz 130 ist ein einfacher Planetenradsatz, der ein Sonnenradelement 132, das an einem feststehenden Element 164 auf Masse festgelegt ist, ein Hohlradelement 134 und ein Trägerelement 136, das drehbar eine Mehrzahl von Planeten 137 stützt, die sowohl mit dem Hohlradelement 134 als auch mit dem Sonnenradelement 132 kämmen, aufweist.
  • Der dritte Planetenradsatz 140 ist ein einfacher Planetenradsatz, der ein Sonnenradelement 142, ein Hohlradelement 144 und ein Trägerelement 146, das drehbar eine Mehrzahl von Planeten 147 stützt, die sowohl mit dem Hohlradelement 144 als auch mit dem Sonnenradelement 142 kämmen, aufweist. Ein Verbindungselement 150 verbindet das Hohlradelement 142 zur gemeinsamen Drehung mit dem Trägerelement 146. Ein Verbindungselement 152 verbindet das Hohlradelement 134 zur gemeinsamen Drehung mit dem Trägerelement 146. Die Verbindungselemente 150 und 152 können als eine Komponente integriert sein oder können mehrere integrale und gemeinsam rotierende Komponenten sein.
  • Das Getriebe 114 enthält einen ersten Motor/Generator 160A und einen zweiten Motor/Generator 160B. Der erste Motor/Generator 160A enthält einen Stator 162A, der an einem feststehenden Element 164 wie etwa einem Getriebegehäuse auf Masse festgelegt ist. Das feststehende Element 164 wird als feststehend angesehen, da es ein nicht rotierendes Element des Getriebes 114 ist. Der Motor/Generator 160A enthält außerdem einen Rotor 166A, der dafür konfiguriert ist, drehbar angetrieben zu werden, wenn der Stator 162A unter Strom gesetzt wird, und dafür konfiguriert ist, in dem Stator 162A elektrische Energie zu erzeugen, wenn der Motor/Generator 160A zum Arbeiten als ein Generator gesteuert wird. Der Rotor 166A ist ständig zur Drehung mit dem Sonnenradelement 122 verbunden.
  • Ähnlich enthält der Motor/Generator 160B außerdem einen Rotor 166B, der dafür konfiguriert ist, drehbar angetrieben zu werden, wenn der Stator 162B unter Strom gesetzt wird, und dafür konfiguriert ist, in dem Stator 162B elektrische Energie zu erzeugen, wenn der Motor/Generator 160B zum Arbeiten als ein Generator gesteuert wird. Der Rotor 166B ist ständig zur Drehung mit dem Sonnenradelement 142 verbunden.
  • Außerdem enthält das Getriebe 114 wahlweise einrückbare Drehmomentübertragungsmechanismen einschließlich eines ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Bremse 170, eines zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Kupplung 172, eines dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Kupplung 174, und eines vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Bremse 176. Die Drehmomentübertragungsmechanismen können Bremsen und Kupplungen vom Reibscheibentyp sein, die über Hydraulikdruck einrückbar sind, sind darauf aber nicht beschränkt. Die Bremse 170 ist wahlweise einrückbar, um den Rotor 166A des Motors/Generators 160A und das Sonnenradelement 122 zu dem feststehenden Element 164 auf Masse festzulegen. Die Kupplung 172 ist wahlweise einrückbar, um das miteinander verbundene Trägerelement 146 und Hohlradelement 124 zur gemeinsamen Drehung mit dem Hohlradelement 144 und mit dem Ausgangselement 117 zu verbinden. Die Kupplung 174 ist wahlweise einrückbar, um das Trägerelement 136 zur gemeinsamen Drehung mit dem Hohlradelement 144 und mit dem Ausgangselement 117 zu verbinden. Die Bremse 176 ist wahlweise einrückbar, um den Rotor 166B und das Sonnenradelement 142 zu dem feststehenden Element 164 auf Masse festzulegen.
  • Das Getriebe 114 ist steuerbar, um in Übereinstimmung mit den Fahrzeugbetriebsbedingungen gemäß der Steuerung eines Steuersystems 180 in verschiedenen Betriebsmodi zu arbeiten. Das Steuersystem 180 enthält einen Controller 182, der Elektronik wie etwa einen Prozessor 184 enthält, in der ein Steueralgorithmus gespeichert ist. Der Controller 182 ist durch einen Übertragungsleiter mit einem Leistungswechselrichter 186 funktional verbunden. Der Leistungswechselrichter 186 steht wiederum über einen Übertragungsleiter in Verbindung mit einer elektrischen Speichervorrichtung 188. Die elektrische Speichervorrichtung 188 können eine oder mehrere Batterien sein, wird hier aber als eine Batterie bezeichnet. Anstelle der Batterien können andere elektrische Speichervorrichtungen verwendet werden, die die Fähigkeit zum Speichern elektrischer Leistung und zum Abgeben elektrischer Leistung aufweisen.
  • Die Übertragungsleiter ermöglichen, dass der Leistungswechselrichter 186 die gespeicherte elektrische Leistung in einem Motormodus für den Motor/Generator 160A und/oder für den Motor/Generator 160B bereitstellt oder in einem Generatormodus elektrische Leistung von dem Motor/ Generator 160A und/oder von dem Motor/Generator 160B an die elektrische Speichervorrichtung 188 überträgt. Außerdem kommuniziert der Controller 182 über Übertragungsleiter mit einem Ventilgehäuse 190, um das wahlweise Einrücken oder Ausrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172, 174 und 176 wie im Folgenden beschrieben über Hydraulikfluiddruck, wie der Fachmann auf dem Gebiet versteht, zu steuern. In alternativen Ausführungsformen können die Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172, 174 und 176 elektrisch oder auf andere Weise betätigt werden. Die Verbindung des Ventilgehäuses 190 mit den Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172, 174, 176 erfolgt durch verschiedene Fluiddurchlässe in dem Ventilgehäuse 190 und in dem feststehenden Element 164. Das wahlweise Einrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172, 174 und 176 zusammen mit der Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments des Motors/Generators 160A, 160B und der Maschine 112 bestimmt den Betriebsmodus des Antriebsstrangs 110.
  • Der Controller 182 empfängt eine Mehrzahl von Eingangssignalen 192 wie etwa Sensorsignale von Sensoren (nicht gezeigt), die zum Überwachen des Betriebs der Maschine 112, des Eingangselements 116, des Ausgangselements 117, der Fahrzeugräder (nicht gezeigt) positioniert sind, und/oder Eingangssignale von einem Fahrzeugbetreiber wie etwa einer Fahrpedalposition. Die Eingangssignale 192 entsprechen den Fahrzeugbetriebsbedingungen. Der Prozessor 184 verarbeitet die Eingangssignale 192 in Übereinstimmung mit dem gespeicherten Algorithmus 184 für das Verfahren der Steuerung und stellt Steuersignale 194, 196 entlang des Übertragungsleiters in Ansprechen auf die Eingangssignale 192 sowie Steuersignale zum Steuern der Maschine 112 bereit. Die Steuersignale 194, 196 setzen den Betriebsmodus des Antriebsstrangs 110 fest.
  • Die Steuersignale 194 zu dem Wechselrichter 186 veranlassen, dass der Wechselrichter 186 elektrischen Strom von der Energiespeichervorrichtung 188 zu den Motoren/Generatoren 162A und/oder 162B bereitstellt oder können veranlassen, dass elektrischer Strom von den Statoren 162A und/oder 162B in der Energiespeichervorrichtung 188 gespeichert wird. Steuersignale 196 zu dem Ventilgehäuse 190 steuern die Bewegung der elektrohydraulischen Ventile (nicht gezeigt, wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet aber bekannt sind) innerhalb des Ventilgehäuses 190, die den Hydraulikdruck zu den Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172, 174 und 176 regulieren, um deren Einrücken zu steuern.
  • 4 zeigt den Einrückplan der Drehmomentübertragungsmechanismen 170, 172, 174 und 176 zum Festsetzen sechs verschiedener Betriebsmodi des Antriebsstrangs 110 wie gezeigt. Es ist der Einrückplan für drei elektrische variable Betriebsmodi EVT-1, EVT-2 und EVT-3 sowie drei Festbetriebsmodi Fest 1, Fest 2 und Fest 3 gezeigt. Das Festsetzen dieser sechs Betriebsmodi erfolgt in Übereinstimmung mit dem Verfahren 300 aus 7, wie es oben in Bezug auf 1 beschrieben ist.
  • Zum Festsetzen des elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-1 wird die Kupplung 174 eingerückt, ist die Maschine 112 eingeschaltet, wird der Motor/Generator 160A zum Betrieb als ein Generator gesteuert, wird der Motor/Generator 160B zum Arbeiten als ein Motor gesteuert und wird das Drehmoment über den Planetenradsatz 130, 140 vervielfacht.
  • Zum Festsetzen des elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-2 wird die Kupplung 172 eingerückt, ist die Maschine 112 eingeschaltet, wird der Motor/Generator 160A zum Arbeiten als ein Generator gesteuert und wird der Motor/Generator 160B zum Arbeiten als ein Motor gesteuert. Einrücken der Kupplung 172 veranlasst, dass alle Glieder der Planetenzahnradanordnung 140 zusammen zur Drehung mit derselben Drehzahl wie das Verbindungselement 150 und das Ausgangselement 117 verriegelt werden.
  • Zum Festsetzen des elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-3 wird die Bremse 176 eingerückt, ist die Maschine 112 eingeschaltet, wird der Motor/Generator 160B zum Arbeiten als ein Generator gesteuert, wird der Energiespeichervorrichtung 188 über das Steuersystem 180 elektrische Leistung zugeführt. Die elektrische Leistung wird dem Motor/Generator 160A zugeführt, der dazu gesteuert wird, als ein Motor zu fungieren.
  • Der elektrisch variable Betriebsmodus EVT-1 ist geeignet für einen Bereich von Betriebsbedingungen mit verhältnismäßig hohem Ausgangsdrehmoment und niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, der elektrisch variable Betriebsmodus EVT-2 ist geeignet für einen Bereich von Betriebsbedingungen mit verhältnismäßig niedrigerem Ausgangsdrehmoment und höherer Fahrzeuggeschwindigkeit und der elektrisch variable Betriebsmodus EVT-3 ist geeignet für Betriebsbedingungen mit noch niedrigerem Ausgangsdrehmoment und höherer Fahrzeuggeschwindigkeit. Somit kann der Controller 182 auf der Grundlage der Eingangssignale 192 bestimmen, dass die Fahrzeugbetriebsbedingungen das Schalten von EVT-1 zu EVT-2 und daraufhin zu EVT-3 rechtfertigen, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, und wird er geeignete Steuersignale 196 zu dem Ventilgehäuse 190 senden, um eine solche Abfolge von Modi festzusetzen.
  • Die Eingangssignale 192, die von dem Controller 182 empfangen werden und in Übereinstimmung mit dem Algorithmus 184 verarbeitet werden, können zu Steuersignalen 196 führen, die einen der drei verfügbaren Festverhältnismodi FEST 1, FEST 2 oder FEST 3 implementieren.
  • Zum Festsetzen des Festverhältnis-Betriebsmodus FEST 1 werden die Kupplung 174 und die Bremse 170 eingerückt. Somit wird der Motor/ Generator 160A auf Masse festgelegt und ein festes Verhältnis festgesetzt.
  • Der Motor/Generator 160B ist ausgeschaltet und mit einer Drehzahl proportional zu der der Maschine 112 im Freilauf. Das Drehmoment wird über den zweiten und den dritten Planetenradsatz 130, 140 zu dem Ausgangselement 117 vervielfacht. Der erste Festverhältnismodus FEST 1 kann durch Einrücken der Bremse 170 während des elektrisch variablen Modus EVT-1 festgesetzt werden oder kann aus der Fahrzeugruhe festgesetzt werden. Falls es die Fahrzeugbetriebsbedingungen während des ersten festen Modus FEST 1 rechtfertigen, kann der Motor/Generator 160B zum Arbeiten als ein Generator zur regenerativen Bremsung oder als ein Motor zum Hinzufügen von Drehmoment gesteuert werden, sodass ein einfacher Parallelhybrid-Betriebsmodus festgesetzt wird, in dem die Drehzahl des Motors 166A proportional zu der Drehzahl der Maschine 112 ist.
  • Zum Festsetzen des zweiten Festverhältnis-Betriebsmodus FEST 2 werden die Bremse 170 und die Kupplung 172 eingerückt. Somit ist der Motor/Generator 160A auf Masse festgelegt und ausgeschaltet und ein festes Verhältnis festgesetzt. Der Motor/Generator 160B ist ausgeschaltet und mit einer Drehzahl proportional zu der der Maschine 112 im Freilauf. Der zweite feste Modus FEST 2 kann durch Einrücken der Bremse 170 während des elektrisch variablen Modus EVT-2 festgesetzt werden. Falls es die Fahrzeugbetriebsbedingungen während des festen Modus FEST 2 rechtfertigen, kann der Motor/Generator 160B zum Arbeiten als ein Generator für die regenerative Bremsung oder als ein Motor zum Hinzufügen von Drehmoment gesteuert werden, sodass ein einfacher Parallelhybrid-Betriebsmodus festgesetzt wird, in dem die Drehzahl des Rotors 166A proportional zu der Drehzahl der Maschine 112 ist.
  • Zum Festsetzen des dritten Festverhältnis-Betriebsmodus FEST 3 werden die Bremsen 170 und 176 eingerückt. Somit werden die Planetenradsätze 130 und 140 verriegelt, sodass sich die Hohlräder 134, 144 und die Trägerelemente 136 und 146 mit derselben Drehzahl drehen, die beiden Motoren/Generatoren 160A und 160B ausgeschaltet sind, wobei die Rotoren 166A, 166B feststehend sind, und ein festes Verhältnis festgesetzt wird. Der Modus FEST 3 kann durch Einrücken der Bremse 170 während des elektrisch variablen Modus EVT-3 festgesetzt werden.
  • Der Antriebsstrang 110 aus 3 ist in Übereinstimmung mit dem Verfahren 300 aus 7 in der gleichen Weise wie in Bezug auf die Ausführungsform aus 1 mit dem Einrückplan aus 4 steuerbar.
  • Dritte Ausführungsform
  • Anhand von 5 weist eine andere Ausführungsform eines Hybridantriebsstrangs 210 eine Maschine 212 auf, die mit einem Hybridgetriebe 214 verbunden ist. Die Maschine 212 weist ein Ausgangselement wie etwa eine Kurbelwelle auf, das zum Antreiben eines Eingangselements 216 des Getriebes 214 verbunden ist, was über einen Dämpfungsmechanismus, einen Drehmomentwandler oder eine andere bekannte Verbindung erfolgen kann.
  • Das Getriebe 214 enthält eine erste Planetenzahnradanordnung 220, eine zweite Planetenzahnradanordnung 230 und eine dritte Planetenzahnradanordnung 240. Die erste Planetenzahnradanordnung 220 ist ein einfacher Planetenradsatz, der ein Sonnenradelement 222, ein Hohlradelement 224 und ein Trägerelement 226, das drehbar eine Mehrzahl von Planeten 227 stützt, die sowohl mit dem Sonnenradelement 222 als auch mit dem Hohlradelement 224 kämmen, aufweist.
  • Der zweite Planetenradsatz 230 ist ein kombinierter Planetenradsatz, der ein Sonnenradelement 232, ein Sonnenradelement 233, ein Hohlradelement 234, einen ersten Satz von Planeten 237 und einen zweiten Satz von Planeten 238 aufweist. Der erste Satz von Planeten 237 kämmt mit dem Sonnenradelement 232 und mit dem zweiten Satz von Planeten 238. Die Planeten 237 sind abgestufte Planeten. Der zweite Satz von Planeten 238 kämmt mit dem Sonnenradelement 233 und mit dem Hohlradelement 234.
  • Der dritte Planetenradsatz 240 ist ein einfacher Planetenradsatz, der ein Sonnenradelement 242, ein Hohlradelement 244 und ein Trägerelement 246, das drehbar eine Mehrzahl von Planeten 247 stützt, die sowohl mit dem Hohlradelement 244 als auch mit dem Sonnenradelement 242 kämmen, aufweist. Ein Verbindungselement 250 verbindet das Hohlradelement 224 zur gemeinsamen Drehung mit dem Trägerelement 246. Ein Verbindungselement 252 verbindet das Trägerelement 236 zur gemeinsamen Drehung mit dem Sonnenradelement 242.
  • Das Getriebe 214 enthält einen ersten Motor/Generator 260A und einen zweiten Motor/Generator 260B. Der erste Motor/Generator 260A enthält einen Stator 262A, der zum feststehenden Element 264 wie etwa zu einem Getriebegehäuse auf Masse festgelegt ist. Das feststehende Element 264 wird als feststehend angesehen, da es ein nicht rotierendes Element des Getriebes 214 ist. Der Motor/Generator 260A enthält außerdem einen Rotor 266A, der dafür konfiguriert ist, drehbar angetrieben zu werden, wenn der Stator 262A unter Strom gesetzt wird, und dafür konfiguriert ist, in dem Stator 262A elektrische Energie zu erzeugen, wenn der Motor/ Generator 260A zum Arbeiten als ein Generator gesteuert wird. Der Rotor 266A ist zur Drehung mit dem Sonnenradelement 222 ständig verbunden.
  • Ähnlich enthält der Motor/Generator 260B außerdem einen Rotor 266B, der dafür konfiguriert ist, drehbar angetrieben zu werden, wenn der Stator 262B unter Strom gesetzt wird, und der dafür konfiguriert ist, in dem Stator 262B elektrische Energie zu erzeugen, wenn der Motor/Generator 260B zum Arbeiten als ein Generator gesteuert wird. Der Rotor 266B ist ständig zur Drehung mit dem Sonnenradelement 233 verbunden.
  • Außerdem enthält das Getriebe 214 wahlweise einrückbare Drehmomentübertragungsmechanismen einschließlich eines ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Bremse 270, eines zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Kupplung 272, eines dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Bremse 274, und eines vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, einer Bremse 276. Die Drehmomentübertragungsmechanismen können Bremsen und Kupplungen vom Reibscheibentyp sein, die über Hydraulikdruck einrückbar sind, sind darauf aber nicht beschränkt. Die Bremse 270 wird wahlweise einrückbar, um den Rotor 266A des Motors/Generators 260A und das Sonnenradelement 222 zu dem feststehenden Element 264 auf Masse festzulegen. Die Kupplung 272 ist wahlweise einrückbar, um das miteinander verbundene Trägerelement 246 und Hohlradelement 224 zur gemeinsamen Drehung mit dem Hohlradelement 244 und mit dem Ausgangselement 217 zu verbinden. Die Bremse 274 ist wahlweise einrückbar, um das Hohlradelement 234 zu dem feststehenden Element 264 auf Masse festzulegen. Die Bremse 276 ist wahlweise einrückbar, um das Sonnenradelement 232 zu dem feststehenden Element 264 auf Masse festzulegen.
  • Das Getriebe 214 ist steuerbar, um in Übereinstimmung mit den Fahrzeugbetriebsbedingungen gemäß der Steuerung eines Steuersystems 280 in verschiedenen Betriebsmodi zu arbeiten. Das Steuersystem 280 enthält einen Controller 282, der Elektronik wie etwa einen Prozessor 284 enthält, in der ein Steueralgorithmus gespeichert ist. Der Controller 282 ist durch einen Übertragungsleiter mit einem Leistungswechselrichter 286 funktional verbunden. Der Leistungswechselrichter 286 steht wiederum über einen Übertragungsleiter in Verbindung mit einer elektrischen Speichervorrichtung 288. Die elektrische Speichervorrichtung 288 kann eine oder mehrere Batterien sein, wird hier aber als eine Batterie bezeichnet. Anstelle der Batterien können andere elektrische Speichervorrichtungen verwendet werden, die die Fähigkeit aufweisen, elektrische Leistung zu speichern und elektrische Leistung abzugeben.
  • Die Übertragungsleiter ermöglichen, dass der Leistungswechselrichter 286 die gespeicherte elektrische Leistung in einem Motormodus für den Motor/Generator 260A und/oder für den Motor/Generator 260B bereitstellt oder in einem Generatormodus elektrische Leistung von dem Motor/ Generator 260A und/oder von dem Motor/Generator 260B zu der elektrischen Speichervorrichtung 288 überträgt. Außerdem steht der Controller 282 über Übertragungsleiter in Verbindung mit einem Ventilgehäuse 290, um das wahlweise Einrücken oder Ausrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen 270, 272, 274 und 276, wie im Folgenden beschrieben ist, über Hydraulikfluiddruck zu steuern, wie der Fachmann auf dem Gebiet versteht. In alternativen Ausführungsformen können die Drehmomentübertragungsmechanismen 270, 272, 274 und 276 elektrisch oder auf andere Weise betätigt werden. Die Verbindung des Ventilgehäuses 290 mit den Drehmomentübertragungsmechanismen 270, 272, 274 und 276 erfolgt über verschiedene Fluiddurchlässe in dem Ventilgehäuse 290 und in dem feststehenden Element 264. Das wahlweise Einrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen 270, 272, 274 und 276 zusammen mit der Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments des Motors/Generators 260A, 260B und der Maschine 212 bestimmt den Betriebsmodus des Antriebsstrangs 210.
  • Der Controller 282 empfängt eine Mehrzahl von Eingangssignalen 292 wie etwa Sensorsignale von Sensoren (nicht gezeigt), die zum Überwachen des Betriebs der Maschine 212, des Eingangselements 216, des Ausgangselements 217, der Fahrzeugräder (nicht gezeigt) positioniert sind, und/oder Eingangssignale von einem Fahrzeugtreiber wie etwa eine Fahrpedalposition. Die Eingangssignale 292 entsprechen Fahrzeugbetriebsbedingungen. Der Prozessor 284 verarbeitet die Eingangssignale 292 in Übereinstimmung mit dem Algorithmus für das Verfahren zur Steuerung und stellt entlang Übertragungsleitern in Ansprechen auf die Eingangssignale 292 Steuersignale 294, 296 sowie Steuersignale zum Steuern der Maschine 212 bereit. Die Steuersignale 294, 296 setzen den Betriebsmodus des Antriebsstrangs 210 fest.
  • Die Steuersignale 294 zu dem Wechselrichter 286 veranlassen, dass der Wechselrichter 286 elektrischen Strom von der Energiespeichervorrichtung 288 zu den Motoren/Generatoren 260A und/oder 260B bereitstellt oder können veranlassen, dass elektrischer Strom von den Statoren 262A und/oder 262B in der Energiespeichervorrichtung 288 gespeichert wird. Die Steuersignale 296 zu dem Ventilgehäuse 290 steuern die Bewegung elektrohydraulischer Ventile (nicht gezeigt, wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet aber bekannt sind) innerhalb des Ventilgehäuses 290, die den Hydraulikdruck zu den Drehmomentübertragungsmechanismen 270, 272, 274 und 276 regulieren, um deren Einrücken zu steuern. Die Steuersignale zu der Maschine steuern den Ein/Aus-Status sowie die Drehzahl der Maschine 212.
  • 6 zeigt den Einrückplan der Drehmomentübertragungsmechanismen 270, 272, 274 und 276 zum Festsetzen sechs verschiedener Betriebsmodi des Antriebsstrangs 210. Es ist der Einrückplan für drei elektrisch variable Betriebsmodi EVT-1, EVT-2 und EVT-3 sowie drei Festbetriebsmodi Fest 1, Fest 2 und Fest 3 gezeigt. Das Festsetzen dieser sechs Betriebsmodi erfolgt in Übereinstimmung mit dem Verfahren aus 7, das oben in Bezug auf das Getriebe 14 aus 1 beschrieben ist.
  • Zum Festsetzen des elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-1 werden die Kupplung 272 und die Bremse 274 eingerückt, ist die Maschine 212 eingeschaltet und wird der Motor/Generator 260A zum Arbeiten als ein Generator gesteuert, was einen eingangsleistungsverzweigten Betriebsmodus festsetzt. Der Motor/Generator 260B wird zum Arbeiten als ein Motor gesteuert und das Drehmoment wird über die Planetenradsätze 230 und 240 vervielfacht.
  • Zum Festsetzen des elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-2 werden die Kupplung 272 und die Bremse 276 eingerückt, ist die Maschine 212 eingeschaltet, wird der Motor/ Generator 260A zum Arbeiten als ein Generator gesteuert und wird der Motor/ Generator 260B zum Arbeiten als ein Motor gesteuert. Das Einrücken der Kupplung 272 veranlasst, dass alle Glieder der Planetenzahnradanordnung 240 zur Drehung mit derselben Drehzahl wie das Verbindungselement 250 und das Ausgangselement 217 miteinander verriegelt werden.
  • Zum Festsetzen des elektrisch variablen Betriebsmodus EVT-3 werden die Bremsen 274 und 276 eingerückt, ist die Maschine 212 eingeschaltet und wird der Motor/Generator 260B zum Arbeiten als ein Generator gesteuert, was der Energiespeichervorrichtung 288 über das Steuersystem 280 elektrische Leistung zuführt. Die gespeicherte Leistung wird dem Motor/Generator 260A zugeführt, der zum Fungieren als ein Motor gesteuert wird.
  • Der elektrisch variable Betriebsmodus EVT-1 ist geeignet für einen Bereich von Betriebsbedingungen mit verhältnismäßig hohem Ausgangsdrehmoment und niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, der elektrisch variable Betriebsmodus EVT-2 ist geeignet für einen Bereich von Betriebsbedingungen mit verhältnismäßig niedrigerem Ausgangsdrehmoment und höherer Fahrzeuggeschwindigkeit und der elektrisch variable Betriebsmodus EVT-3 ist geeignet für Betriebsbedingungen mit noch niedrigerem Ausgangsdrehmoment und höherer Fahrzeuggeschwindigkeit. Somit kann der Controller 282 auf der Grundlage von Eingangssignalen 292 bestimmen, dass die Fahrzeugbetriebsbedingungen das Schalten von EVT-1 zu EVT-2 und daraufhin zu EVT-3 rechtfertigen, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, und wird er geeignete Steuersignale 296 zu dem Ventilgehäuse 290 senden, um eine solche Abfolge von Modi festzusetzen.
  • Die Eingangssignale 292, die von dem Controller 282 empfangen und in Übereinstimmung mit dem Algorithmus 284 verarbeitet werden, können zu Steuersignalen 296 führen, die einen der drei verfügbaren Festverhältnismodi FEST 1, FEST 2 oder FEST 3 implementieren.
  • Zum Festsetzen des Festverhältnis-Betriebsmodus FEST 1 werden die Kupplung 272 und die Bremsen 270 und 274 eingerückt. Somit wird der Motor/Generator 260A auf Masse festgelegt und wird ein festes Verhältnis festgesetzt. Der Motor/Generator 260A ist ausgeschaltet. Der Motor/Generator 260B ist ausgeschaltet und mit einer Drehzahl proportional zu der der Maschine 212 im Freilauf. Über den zweiten und den dritten Planetenradsatz 230, 240 wird Drehmoment für das Ausgangselement 217 bereitgestellt. Der erste Festverhältnismodus FEST 1 kann durch Einrücken der Bremse 270 während des elektrisch variablen Modus EVT-1 festgesetzt werden oder kann aus der Fahrzeugruhe festgesetzt werden. Falls es die Betriebsbedingungen rechtfertigen, kann der Motor/Generator 260B während des ersten Festverhältnismodus FEST 1 zum Betreiben als ein Generator für die regenerative Bremsung oder als ein Motor zum Hinzufügen von Drehmoment gesteuert werden, sodass ein einfacher Parallelhybrid-Betriebsmodus festgesetzt wird, in dem die Drehzahl des Motors 266B proportional zu der Drehzahl der Maschine 212 ist.
  • Zum Festsetzen des zweiten Festverhältnis-Betriebsmodus FEST 2 werden die Bremsen 270 und 276 und die Kupplung 272 eingerückt. Somit wird der Motor/Generator 260A auf Masse festgelegt und über die Zahnradsätze 220, 230 und 240 ein festes Verhältnis festgesetzt. Der Zahnradsatz 240 wird mit allen Elementen, die sich mit derselben Drehzahl wie das Ausgangselement 217, das Verbindungselement 250 und das Hohlradelement 224 drehen, verriegelt. Der Motor/Generator 260B ist ausgeschaltet und der Rotor 266B ist mit der Drehzahl des Sonnenradelements 233, einem festen Verhältnis in Bezug auf die Maschinendrehzahl, im Freilauf. Der zweite feste Modus FEST 2 kann durch Einrücken der Bremse 270 während des elektrisch variablen Modus EVT-2 festgesetzt werden. Falls es die Fahrzeugbetriebsbedingungen während des festen Modus FEST 2 rechtfertigen, kann der Motor/Generator 260B zum Arbeiten als ein Generator für die regenerative Bremsung oder als ein Motor zum Hinzufügen von Drehmoment gesteuert werden, sodass ein einfacher Parallelhybrid-Betriebsmodus festgesetzt wird, in dem die Drehzahl des Rotors 266B proportional zu der Drehzahl der Maschine 212 ist.
  • Zum Festsetzen des dritten Festverhältnis-Betriebsmodus FEST 3 werden die Bremsen 270, 274 und die Kupplung 276 eingerückt. Somit werden die Planetenradsätze 230 und 240 zur Drehung mit derselben Drehzahl verriegelt, sind die beiden Motoren/Generatoren 260A und 260B ausgeschaltet und wird über den Zahnradsatz 220 ein festes Verhältnis festgesetzt. Der Modus FEST 3 kann durch Einrücken der Bremse 270 während des elektrisch variablen Modus EVT-3 festgesetzt werden.
  • Der Antriebsstrang 210 aus 5 ist in Übereinstimmung mit dem Verfahren 300 aus 7 in derselben Weise wie in Bezug auf die Ausführungsform aus 1 beschrieben mit dem Einrückplan aus 6 steuerbar.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs; wobei der Hybridantriebsstrang eine Maschine und ein Getriebe enthält; wobei das Getriebe ein Eingangselement, das mit der Maschine verbunden ist, ein Ausgangselement, ein feststehendes Element, einen ersten und einen zweiten Motor/Generator, eine erste Planetenzahnradanordnung und eine zweite Planetenzahnradanordnung aufweist; wobei das Eingangselement zur Drehung mit einem ersten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei das Ausgangselement zur Drehung mit einem ersten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei der erste Motor/Generator zur Drehung mit einem zweiten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei der zweite Motor/Generator zur Drehung mit einem zweiten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei ein Verbindungselement das dritte Element der ersten Planetenzahnradanordnung zur gemeinsamen Drehung mit einem dritten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbindet; wobei eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um den ersten Motor/Generator an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um das Verbindungselement zur Drehung mit dem Ausgangselement zu verbinden, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus und einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, wobei der dritte und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar sind, um verschiedene Elemente der zweiten Planetenzahnradanordnung mit dem feststehenden Element oder zur gemeinsamen Drehung miteinander zu verbinden, enthält; wobei das Verfahren umfasst: Festsetzen dreier verschiedener elektrisch variabler Betriebsmodi durch Einrücken verschiedener des zweiten, des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus in Ansprechen auf jeweils verschiedene Fahrzeugbetriebsbedingungen; Festsetzen wenigstens zweier verschiedener Festverhältnismodi durch Einrücken des ersten Drehmomentübertragungsmechanismus zusätzlich zu den jeweils verschiedenen des zweiten, des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, die eingerückt sind, um die elektrisch variablen Betriebsmodi festzusetzen; wobei die wenigstens zwei verschiedenen Festverhältnismodi in Ansprechen auf jeweils verschiedene Fahrzeugbetriebsbedingungen festgesetzt werden, die bei dem Ausgangselement ein höheres Drehmoment als die jeweils verschiedenen Fahrzeugbetriebsbedingungen der elektrisch variablen Betriebsmodi erfordern, wobei es insbesondere ferner umfasst: Festsetzen eines Parallelhybrid-Betriebsmodus durch Steuern des zweiten Motors/Generators zum Fungieren als ein Motor zum Hinzufügen von Drehmoment oder als ein Generator zum Aufnehmen von Drehmoment für die regenerative Bremsung während wenigstens eines der festgesetzten Festverhältnismodi.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Planetenzahnradanordnung ein einfacher Planetenradsatz ist; wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes ein Trägerelement ist, das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ein Sonnenradelement ist und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ein Hohlradelement ist; wobei der zweite Planetenradsatz ein kombinierter Planetenradsatz ist, der ein einzelnes Hohlradelement, ein erstes und ein zweites Sonnenradelement, ein Trägerelement und einen ersten und einen zweiten Satz von Planeten aufweist; wobei das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ein einzelnes Hohlradelement ist, das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ein Erstes der zwei Sonnenradelemente ist, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes das Trägerelement ist, das drehbar den ersten Satz von Planeten lagert, die mit dem ersten Sonnenradelement und mit dem Hohlradelement kämmen, und drehbar den zweiten Satz von Planeten lagert, die mit dem ersten Satz von Planeten und mit dem zweiten Sonnenradelement kämmen; wobei der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das erste Sonnenradelement an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das zweite Sonnenradelement an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Planetenzahnradanordnung ein einfacher Planetenradsatz ist; wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes ein Trägerelement ist, das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ein Sonnenradelement ist und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ein Hohlradelement ist; wobei die zweite Planetenzahnradanordnung einen zweiten und einen dritten einfachen Planetenradsatz enthält, die jeweils ein Hohlradelement, ein Sonnenradelement und ein Trägerelement, das drehbar einen Satz von Planeten lagert, die mit dem Sonnenradelement und mit dem Hohlradelement kämmen, aufweisen; wobei das erste Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes ist, das zweite Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes ist, das dritte Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Trägerelement des dritten Planetenradsatzes ist; wobei der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; und wobei ein anderes Verbindungselement das Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes zur gemeinsamen Drehung mit dem Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes verbindet, und/oder wobei die erste Planetenzahnradanordnung ein erster einfacher Planetenzahnradsatz ist; wobei das erste Element des ersten einfachen Planetenradsatzes ein Trägerelement ist, das zweite Element des ersten einfachen Planetenradsatzes ein Sonnenradelement ist und das dritte Element des ersten einfachen Planetenradsatzes ein Hohlradelement ist; wobei die zweite Planetenzahnradanordnung einen zweiten kombinierten Planetenradsatz und einen dritten einfachen Planetenradsatz enthält; wobei der zweite kombinierte Planetenradsatz ein einfaches Hohlradelement, ein erstes und ein zweites Sonnenradelement, ein Trägerelement und einen ersten und einen zweiten Satz von Planeten aufweist, wobei der erste Satz von Planeten mit dem ersten Sonnenradelement und mit dem einzelnen Hohlradelement kämmt, wobei der zweite Satz von Planeten mit dem ersten Satz von Planeten und mit dem zweiten Sonnenradelement kämmt; wobei der dritte einfache Planetenradsatz ein Hohlradelement, ein Sonnenradelement und ein Trägerelement, das drehbar einen Satz von Planeten lagert, der mit dem Sonnenradelement und mit dem Hohlradelement kämmt, aufweist; wobei das erste Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes ist, das zweite Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das erste Sonnenradelement des zweiten kombinierten Planetenradsatzes ist, das dritte Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Trägerelement des dritten Planetenradsatzes ist; wobei der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das Hohlradelement des zweiten kombinierten Planetenradsatzes an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, und wobei der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das zweite Sonnenradelement des zweiten kombinierten Planetenradsatzes an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen; und wobei ein anderes Verbindungselement das Trägerelement des zweiten kombinierten Planetenradsatzes zur gemeinsamen Drehung mit dem Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes verbindet.
  4. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs; wobei der Hybridantriebsstrang eine Maschine und ein Getriebe enthält; wobei das Getriebe ein Eingangselement, das mit der Maschine verbunden ist, ein Ausgangselement, ein feststehendes Element, einen ersten und einen zweiten Motor/Generator, eine erste Planetenzahnradanordnung und eine zweite Planetenzahnradanordnung aufweist; wobei das Eingangselement zur Drehung mit einem ersten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei das Ausgangselement zur Drehung mit einem ersten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei der erste Motor/Generator zur Drehung mit einem zweiten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei der zweite Motor/Generator zur Drehung mit einem zweiten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei ein Verbindungselement ein drittes Element der ersten Planetenzahnradanordnung zur gemeinsamen Drehung mit einem dritten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbindet; wobei eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um den ersten Motor/Generator an einem feststehenden Element auf Masse festzulegen, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um das Verbindungselement zur Drehung mit dem Ausgangselement zu verbinden, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus und einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, wobei der dritte und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar sind, um die verschiedenen Elemente der zweiten Planetenzahnradanordnung mit dem feststehenden Element oder zur gemeinsamen Drehung miteinander zu verbinden, enthält; wobei das Verfahren umfasst: Festsetzen eines ersten elektrisch variablen Betriebsmodus in Ansprechen auf einen ersten Satz von Fahrzeugbetriebsbedingungen durch Einrücken nur des dritten oder des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus und durch Steuern des ersten Motors/Generators zum Fungieren als ein Generator und des zweiten Motors/Generators zum Fungieren als ein Motor; Festsetzen eines zweiten elektrisch variablen Betriebsmodus in Ansprechen auf einen zweiten Satz von Fahrzeugbetriebsbedingungen durch Einrücken nur des zweien Drehmomentübertragungsmechanismus und durch Steuern des ersten Motors/Generators zum Fungieren als ein Generator und des zweiten Motors/Generators zum Fungieren als ein Motor; Festsetzen eines dritten elektrisch variablen Betriebsmodus in Ansprechen auf einen dritten Satz von Fahrzeugbetriebsbedingungen durch Einrücken nur des anderen des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus und durch Steuern des ersten Motors/Generators zum Fungieren als ein Generator und des zweiten Motors/Generators zum Fungieren als ein Generator; Festsetzen eines ersten Festverhältnismodus durch Einrücken des ersten Drehmomentübertragungsmechanismus zusätzlich zu dem einen einzigen des dritten und vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der beim Festsetzen des ersten elektrisch variablen Betriebsmodus eingerückt wird, wobei der erste Festverhältnismodus in Ansprechen auf einen vierten Satz von Fahrzeugbetriebsbedingungen festgesetzt wird; Festsetzen eines zweiten Festverhältnismodus durch Einrücken des ersten Drehmomentübertragungsmechanismus zusätzlich zu dem zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der beim Festsetzen des zweiten elektrisch variablen Betriebsmodus eingerückt wird, wobei der zweite Festverhältnismodus in Ansprechen auf einen fünften Satz von Fahrzeugbetriebsbedingungen festgesetzt wird; und Festsetzen eines dritten Festverhältnismodus durch Einrücken des ersten Drehmomentübertragungsmechanismus zusätzlich zu dem anderen des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, die beim Festsetzen des dritten elektrisch variablen Betriebsmodus eingerückt werden, wobei der dritte Festverhältnismodus in Ansprechen auf einen sechsten Satz von Fahrzeugbetriebsbedingungen festgesetzt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste Planetenzahnradanordnung ein einfacher Planetenradsatz ist; wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes ein Trägerelement ist, das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ein Sonnenradelement ist und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ein Hohlradelement ist; wobei der zweite Planetenradsatz ein kombinierter Planetenradsatz ist, der ein einfaches Hohlradelement, ein erstes und ein zweites Sonnenradelement, ein Trägerelement und einen ersten und einen zweiten Satz von Planeten aufweist; wobei das erste Element des zweiten Planetenradsatzes das einzelne Hohlradelement ist, das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ein erstes der zwei Sonnenradelemente ist, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes das Trägerelement ist, das drehbar den ersten Satz von Planeten lagert, die mit dem ersten Sonnenradelement und mit dem ersten Hohlradelement kämmen, und drehbar den zweiten Satz von Planeten lagert, die mit dem ersten Satz von Planeten und mit dem zweiten Sonnenradelement kämmen; wobei der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das erste Sonnenradelement an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das zweite Sonnenradelement an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste Planetenzahnradanordnung ein einfacher Planetenradsatz ist; wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes ein Trägerelement ist, das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ein Sonnenradelement ist und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ein Hohlradelement ist; wobei die zweite Planetenzahnradanordnung einen zweiten und einen dritten einfachen Planetenradsatz enthält, die jeweils ein Hohlradelement, ein Sonnenradelement und ein Trägerelement, das drehbar einen Satz von Planeten lagert, der mit dem Sonnenradelement und mit dem Hohlradelement kämmt, aufweisen; wobei das erste Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes ist, das zweite Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes ist, das dritte Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Trägerelement des dritten Planetenradsatzes ist; wobei der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; und wobei ein anderes Verbindungselement das Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes zur gemeinsamen Drehung mit dem Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes verbindet.
  7. Hybridantriebsstrang, der enthält: eine Maschine und ein Getriebe; wobei das Getriebe ein Eingangselement, das mit der Maschine verbunden ist, ein Ausgangselement, ein feststehendes Element, einen ersten und einen zweiten Motor/Generator, eine erste Planetenzahnradanordnung und eine zweite Planetenzahnradanordnung aufweist; wobei das Eingangselement zur Drehung mit einem ersten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei das Ausgangselement zur Drehung mit einem ersten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei der erste Motor/Generator zur Drehung mit einem zweiten Element der ersten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei der zweite Motor/Generator zur Drehung mit einem zweiten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbunden ist; wobei ein Verbindungselement ein drittes Element der ersten Planetenzahnradanordnung zur gemeinsamen Drehung mit einem dritten Element der zweiten Planetenzahnradanordnung verbindet; wobei eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um den ersten Motor/Generator an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der wahlweise einrückbar ist, um das Verbindungselement zur Drehung mit dem Ausgangselement zu verbinden, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus und einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, wobei der dritte und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar sind, um verschiedene Elemente der zweiten Planetenzahnradanordnung mit dem feststehenden Element oder zur gemeinsamen Drehung miteinander zu verbinden, enthält; einen Controller, der mit dem Getriebe funktional verbunden und zum Empfangen von Sensorsignalen, die Fahrzeugbetriebsbedingungen angeben, und zum Verarbeiten der Steuersignale und zum Bereitstellen von Steuersignalen in Ansprechen auf Fahrzeugbetriebsbedingungen konfiguriert ist, wobei die Steuersignale zum Festsetzen dreier elektrisch variabler Betriebsmodi des Getriebes, in denen verschiedene des zweiten, des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus in Ansprechen auf jeweils verschiedene Fahrzeugbetriebsbedingungen eingerückt sind, und wenigstens zweier Festverhältnismodi des Getriebes dienen, in denen der erste Drehmomentübertragungsmechanismus zusätzlich zu den jeweils verschiedenen des zweiten, des dritten und des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, die eingerückt sind, um die elektrisch variablen Betriebsmodi festzusetzen, eingerückt ist; wobei die wenigstens zwei Festverhältnismodi in Ansprechen auf Fahrzeugbetriebsbedingungen festgesetzt werden, die ein Abschleppen oder eine Bergauffahrt angeben.
  8. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 7, wobei die erste Planetenzahnradanordnung ein einfacher Planetenradsatz ist; wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes ein Trägerelement ist, das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ein Sonnenradelement ist und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ein Hohlradelement ist; wobei der zweite Planetenradsatz ein kombinierter Planetenradsatz ist, der ein einzelnes Hohlradelement, ein erstes und ein zweites Sonnenradelement, ein Trägerelement und einen ersten und einen zweiten Satz von Planeten aufweist; wobei das erste Element des zweiten Planetenradsatzes das einzelne Hohlradelement ist, das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ein erstes der zwei Sonnenradelemente ist, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes das Trägerelement ist, das drehbar den ersten Satz von Planeten lagert, die mit dem ersten Sonnenradelement und mit dem ersten Hohlradelement kämmen, und drehbar den zweiten Satz von Planeten lagert, die mit dem ersten Satz von Planeten und mit dem zweiten Sonnenradelement kämmen; wobei der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das erste Sonnenradelement an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das zweite Sonnenradelement an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen.
  9. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 7, wobei die erste Planetenzahnradanordnung ein einfacher Planetenradsatz ist; wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes ein Trägerelement ist, das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ein Sonnenradelement ist und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ein Hohlradelement ist; wobei die zweite Planetenzahnradanordnung einen zweiten und einen dritten einfachen Planetenradsatz enthält, die jeweils ein Hohlradelement, ein Sonnenradelement und ein Trägerelement, das drehbar einen Satz von Planeten lagert, die mit dem Sonnenradelement und mit dem Hohlradelement kämmen, aufweisen; wobei das erste Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes ist, das zweite Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes ist, das dritte Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Trägerelement des dritten Planetenradsatzes ist; wobei der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; und wobei ein anderes Verbindungselement das Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes zur gemeinsamen Drehung mit dem Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes verbindet.
  10. Hybridantriebsstrang nach Anspruch 7, wobei die erste Planetenzahnradanordnung ein erster einfacher Planetenradsatz ist; wobei das erste Element des ersten einfachen Planetenradsatzes ein Trägerelement ist, das zweite Element des ersten einfachen Planetenradsatzes ein Sonnenradelement ist und das dritte Element des ersten einfachen Planetenradsatzes ein Hohlradelement ist; wobei die zweite Planetenzahnradanordnung einen zweiten kombinierten Planetenradsatz und einen dritten einfachen Planetenradsatz enthält; wobei der zweite kombinierte Planetenradsatz ein erstes Hohlradelement, ein erstes und ein zweites Sonnenradelement, ein Trägerelement und einen ersten und einen zweiten Satz von Planeten aufweist, wobei der erste Satz von Planeten mit dem ersten Sonnenradelement und mit dem einzelnen Hohlradelement kämmt, wobei der zweite Satz von Planeten mit dem ersten Satz von Planeten und mit dem zweiten Sonnenradelement kämmt; wobei der dritte einfache Planetenradsatz ein Hohlradelement, ein Sonnenradelement und ein Trägerelement, das drehbar einen Satz von Planeten lagert, die mit dem Sonnenradelement und mit dem Hohlradelement kämmen, aufweist; wobei das erste Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Hohlradelement des dritten Planetenradsatzes ist, das zweite Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das erste Sonnenradelement des zweiten kombinierten Planetenradsatzes ist, das dritte Element der zweiten Planetenzahnradanordnung das Trägerelement des dritten Planetenradsatzes ist; wobei der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das Hohlradelement des zweiten kombinierten Planetenradsatzes an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen, und wobei der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus wahlweise einrückbar ist, um das zweite Sonnenradelement des zweiten kombinierten Planetenradsatzes an dem feststehenden Element auf Masse festzulegen; und wobei ein anderes Verbindungselement das Trägerelement des zweiten kombinierten Planetenradsatzes zur gemeinsamen Drehung mit dem Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes verbindet.
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