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Dokumentenidentifikation DE102005011849B4 26.04.2007
Titel Hydraulikkreis für eine Torsionsdämpferanordnung eines elektrisch variablen Getriebes
Anmelder General Motors Corp., Detroit, Mich., US
Erfinder Tryon, Eric S., Indianapolis, Ind., US;
Mowatt, Joel E., Zionsville, Ind., US;
Schoch, Kenneth D., Greenwood, Ind., US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 15.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005011849
Offenlegungstag 16.02.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.04.2007
IPC-Hauptklasse F16F 15/123(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60K 17/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch variables Getriebe mit einer Torsionsdämpferanordnung mit einer hydraulisch ausgleichbaren Lockout-Kupplungsanordnung.

Automobilmotoren erzeugen Torsions- bzw. Drehschwingungen oder Vibrationen, die nicht über das Fahrzeuggetriebe übertragen werden sollen. Um solche Drehschwingungen zu isolieren, können Torsionsdämpfer in das Fahrzeuggetriebe eingebaut werden. Diese Dämpfer liegen zwischen der Kurbelwelle der Antriebsmaschine bzw. des Motors und der Antriebswelle oder Turbinenwelle des Getriebes, um den von der Antriebsmaschine erzeugten unerwünschten Drehschwingungen im wesentlichen entgegenzuwirken. Die Dämpfer sind mit Federn ausgestattet, die die Fähigkeit haben, das maximale Drehmoment der Antriebsmaschine plus eine gewisse Toleranz darüber aufzunehmen.

Eine Voraussetzung von Hybridautomobilen besteht darin, dass alternative Leistung zur Verfügung steht, um das Fahrzeug anzutreiben, und somit die Abhängigkeit von der Leistung der Antriebsmaschine verringert wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert wird. Da Hybridfahrzeuge ihre Leistung aus anderen Quellen als der Antriebsmaschine beziehen, arbeiten Hybridantriebsmaschinen typischerweise öfter bei niedrigeren Drehzahlen und können abgeschaltet werden, während das Fahrzeug von den Elektromotoren angetrieben wird. Beispielsweise sind alternativ dazu elektrisch variable Getriebe auf im Getriebe untergebrachte Elektromotoren angewiesen, um den Antriebsstrang des Fahrzeugs anzutreiben. Antriebsmaschinen in Hybridfahrzeugen müssen daher öfter starten und stoppen als Antriebsmaschinen in Nicht-Hybridsystemen. Während Starts und Stopps werden von der Antriebsmaschine Kompressionsimpulse erzeugt, die eine unerwünschte Vibration in Hybridfahrzeugen wie z.B. denjenigen mit einem elektrisch variablen Getriebe erzeugen können. Daher ist eine größere Funktionsvielfalt in der Dämpferanordnung erwünscht, um das elektrisch variable Getriebe beim Ausgleichen dieser Kompressionsimpulse zu unterstützen.

Da die Torsionsdämpferanordnung an der Motorkurbelwelle befestigt werden kann, dreht sich schließlich der Torsionsdämpfer mit hoher Winkelgeschwindigkeit. Wo hydraulisches Fluid genutzt wird, um den Torsionsdämpfer zu steuern, unterliegt das Fluid als Folge dieser Winkelgeschwindigkeiten einer Zentrifugalkraft.

Die EP 1 027 224 B1 offenbart einen Hybridantrieb für Fahrzeuge, bei dem eine elektrische Dämpfung der Vibrationen eines Verbrennungsmotors durch Gegensteuern eines zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe geschalteten Elektromotors erfolgt. In der JP 2000161437 A wird eine Einrichtung zur Lastübertragung beschrieben, bei der ein Elektromotor über einen Dämpfermechanismus aus einer Feder und einem dazu parallelen hydraulischen Dämpfer mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, um dessen Resonanzen und Vibrationen zu kompensieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrisch variables Getriebe mit einer Torsionsdämpferanordnung und ein Verfahren zum Steuern einer Torsionsdämpferanordnung zu schaffen, die ein Ein- und Ausschalten der Dämpfungsfunktion ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst.

Die vorliegende Erfindung liefert ein Mittel zum hydraulischen Ausgleichen des Stellglieds (oder Kolbens), das eine Kupplungsanordnung bzw. Lockout-Kupplung für die Torsionsdämpferanordnung eines elektrisch variablen Getriebes (oder EVT) antreibt. Die Erfindung beinhaltet zwei separate Hydraulikkreise, die ein hydraulisches Fluid zu gegenüberliegenden Seiten des Kolbens befördern, wenn es notwendig ist, den Kolben im Gleichgewicht zu halten. Ob dieses Im-Gleichgewicht-Halten notwendig ist, hängt von der dem hydraulischen Fluid aufgeprägten Zentrifugalkraft ab, die sich aus der Winkelgeschwindigkeit der Dämpferanordnung ergibt.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jeder Kreis parallel mit zwei Pumpen (eine motorgetrieben und die andere maschinen-getrieben) angeordnet, um beim Zuführen des hydraulischen Fluids zu den vorgesehenen Bereichen der Torsionsdämpferanordnung zu helfen.

Konkreter liefert die vorliegende Erfindung ein elektrisch variables Getriebe mit zumindest einem Elektromotor und einer drehbaren Torsionsdämpferanordnung. Die Torsionsdämpferanordnung umfasst eine Torsionsfeder, die dazu dient, Kompressionsimpulse oder Drehschwingungen zu eliminieren oder zu reduzieren. Ferner ist eine Kupplungsanordnung vorgesehen, die einen hydraulisch betätigbaren Kolben aufweist, um die Torsionsfeder selektiv zu sperren bzw. zu entkoppeln; während zumindest ein Elektromotor Kompressionsimpulse aufhebt bzw. ausgleicht, wenn die Torsionsfeder entkoppelt ist. Auch enthalten ist ein hydraulisches Fluid, das auf gegenüberliegende Seiten des Kolbens angewendet werden kann, um den Kolben ausreichend hydraulisch im Gleichgewicht zu halten, um zu verhindern, dass die Kupplungsanordnung als Reaktion auf Zentrifugalkräfte, die sich aus der Rotationsgeschwindigkeit des Dämpfers ergeben, die Torsionsfeder zumindest teilweise entkoppelt.

Es wird auch ein Verfahren zum Steuern eines drehbaren hydraulisch betätigten Torsionsdämpfers eines elektrisch variablen Getriebes in den Modi Start, Stopp und Fahren geschaffen. Das Verfahren beinhaltet ein hydraulisches Sperren bzw. Entkoppeln des Torsionsdämpfers während der Modi Start und Stopp mit hydraulischem Fluid; und ein hydraulisches Ausgleichen des Lockout-Kolbens des Torsionsdämpfers, um das hydraulische Aussperren bzw. Entkoppeln des Torsionsdämpfers während eines Fahrmodus zu verhindern.

Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ohne weiteres ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.

1 ist eine schematische Seitenansicht eines elektrisch variablen Getriebes mit weggebrochenen Teilen, um ausgewählte Getriebekomponenten und eine am Getriebe montierte Hilfspumpe zu zeigen;

2 ist eine fragmentarische Querschnittansicht der Torsionsdämpferanordnung, die entlang einer Seite der Mittellinie des vorderen Teils des elektrisch variablen Getriebes mit zwei Hydraulikkreisen gelegt ist, die schematisch dargestellt sind;

3 ist eine graphische Darstellung, die den Kolbenladedruck als Funktion der Drehzahl der Dämpferanordnung (Linie A) und des Volumens des Dämpferbehälters zeigt, das erforderlich ist, um den Kolben im Gleichgewicht zu halten (Linie B);

4a ist eine schematische Schnittansicht der perforierten Sicherungsscheibe von 2, die vom Getriebe getrennt ist; und

4b ist eine schematische Vorderansicht der perforierten Sicherungsscheibe von 2, die vom Getriebe getrennt ist.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen, 1 bis 2, worin gleiche Zeichen die gleichen oder entsprechenden Teile in den ganzen Ansichten repräsentieren, ist in 1 eine Seitenansicht eines elektrisch variablen Getriebes 10 dargestellt. Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung in einem elektrisch variablen Getriebe 10 mit zumindest einem Elektromotor (A oder B) und einer drehbaren Torsionsdämpferanordnung 26 ausgeführt, wie in 2 dargestellt ist. Die Torsionsdämpferanordnung 26 umfasst eine Torsionsfeder 32, die dazu dient, Kompressionsimpulse und Drehschwingungen zu eliminieren oder zu reduzieren. Eine Kupplungsanordnung (oder Lockout-Kupplung 33) ist ferner vorgesehen, die einen hydraulisch betätigbaren Kolben 50 zum selektiven Sperren bzw. Entkoppeln der Torsionsfeder aufweist; dadurch wird ermöglicht, dass einer der oder beide Elektromotoren (A oder B von 1) Kompressionsimpulse des Motors ausgleicht. Auch enthalten ist ein Hydraulikfluid, das auf den Kolbenhohlraum 58 und den Dämpferbehälter 34 angewendet werden kann, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 50 liegen, um den Kolben 50 hydraulisch ausreichend im Gleichgewicht zu halten, um zu verhindern, dass die Lockout-Kupplung 33 als Folge von Zentrifugalkräften durch die Rotation des Torsionsdämpfers 26 die Torsionsfeder 32 entkoppelt.

Konkreter stellt 1 ausgewählte Komponenten eines elektrisch variablen Getriebes 10 dar, das das Eingangsgehäuse 12 und Hauptgehäuse 14mit dualen Elektromotoren (A und B) umfasst, welche durch mehrere (nicht dargestellte) Planetengetriebesätze indirekt auf der Hauptwelle des Getriebes 10 gelagert sind. Die Motoren (A, B) arbeiten mit (nicht dargestellten) selektiv eingerückten Kupplungen, um die Abtriebswelle 20 zu drehen. Die Ölwanne 16 befindet sich auf dem Boden des Hauptgehäuses 14 und ist so gestaltet, dass sie ein Ölvolumen für das Getriebe 10 und dessen Komponenten schafft. Das Hauptgehäuse 14 bedeckt die innersten Komponenten des Getriebes wie z.B. die Elektromotoren (A, B), die Planetengetriebeanordnungen, die Hauptwelle 19 und zwei Kupplungen (die alle beispielhaft erwähnt und nicht alle dargestellt sind). Das Eingangsgehäuse 12 wird schließlich direkt an die Rückseite des Motorblocks des Motors 24 geschraubt (schematisch in 2 dargestellt) und umgibt die Getriebekomponenten, die mit dem Motor 24 mechanisch verbunden sind. Das Eingangsgehäuse 12 bedeckt nämlich die (in 2 besser dargestellte) Torsionsdämpferanordnung 26. Das Eingangsgehäuse 12 stützt auch eine Hilfspumpe 27 (wie in 1 gezeigt) ab, die auf dem Boden des Eingangsgehäuses 12 montiert und der Ölwanne 16 benachbart einbaubar gesichert ist.

Die Torsionsdämpferanordnung 26, wie sie in 2 dargestellt ist, dient im wesentlichen dazu, das Getriebe 10 von unerwünschten Drehschwingungen zu isolieren, die während des Betriebs vom Motor 24 erzeugt werden, und auch die Elektromotoren (entweder A oder B) des Getriebes beim Ausgleichen von Kompressionsimpulsen des Motors während Starts und Stopps selektiv zu unterstützen. Die Torsionsdämpferanordnung 26 besteht aus einer motorseitigen Abdeckung 28, die an der Motorkurbelwelle 29 befestigt ist. Die motorseitige Abdeckung 28 ist bei 31 an die getriebeseitige Abdeckung 30 geschweißt und beherbergt die Dämpferfedern 32. Die beiden Abdeckungen (28 und 30) definieren einen Behälter 34, der die Lockout-Kupplung 33 und einen Kolben 50 umgibt. Die Torsionsdämpferanordnung 26 beherbergt ferner einen Dämpferflansch 38 mit einem Nabenteil 40, der bei komplementären Kerbzähnen 42 mit der Antriebswelle 18 ineinandergreift. Die motorseitige Abdeckung 28 der Torsionsdämpferanordnung 26 ist an einer Biegeplatte 44 des Motors befestigt. Die Biegeplatte 44 dient dazu, das vom Motor 24 erzeugte Drehmoment zum Getriebe zu übertragen und auch etwaige Achslasten aufzunehmen, die von der Dämpferanordnung 26 erzeugt werden. Die Torsionsdämpferanordnung 26 besteht aus einer Reihe von Dämpferfedern 32, die ringförmig oder in Umfangsrichtung zwischen der motorseitigen Abdeckung 28 und der getriebeseitigen Abdeckung 30 verlaufen. Die Dämpferfedern 32 absorbieren und dämpfen die unerwünschten Drehschwingungen, die während des normalen oder Antriebsmodusbetriebs vom Motor 24 (d.h. Drehzahlen oberhalb von 600 UpM) erzeugt werden. Die Torsionsdämpferanordnung 26 hat eine Drehmomentkapazität, die gleich der maximalen Drehmomentkapazität des Motors plus eine gewisse Toleranz ist. Die Torsionsdämpferanordnung 26 kann teilweise ähnlich der Struktur ausgeführt sein, die in dem im Gemeinschaftsbesitz befindlichen US-Patent Nr. 5,009,301 offenbart ist, das hiermit in seiner Gesamtheit durch Verweis miteinbezogen ist.

Das elektrisch variable Getriebe 10 ist wie in 1 gezeigt mit zwei Elektromotoren (A und B) ausgestattet. Der Elektromotor A erzeugt während Start und Stopp ein Drehmoment, das die Kompressionsimpulse des Motors effektiv ausgleicht, die erzeugt werden, wenn der Motor bei Drehzahlen unterhalb von 600 UpM (oder in dem Modus Start und/oder Stopp) läuft. Die Dämpferfedern 32 der Torsionsdämpferanordnung 26 können entkoppelt werden, indem die Kupplungsplatten 36 und 37 (der Lockout-Kupplung 33) eingerückt werden, wenn der Motor 24 in einem vorbestimmten Drehzahlbereich läuft. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Torsionsdämpferanordnung 26 effektiv gesperrt bzw. entkoppelt, wenn der Motor mit Drehzahlen kleiner oder gleich 600 UpM läuft. Dieser Betriebsmodus ist wünschenswert, weil in einem elektrisch variablen Getriebe jeder Elektromotor (A oder B) genutzt werden kann, um während des Starts oder Stopps erzeugte Kompressionsimpulse des Motors aktiv auszugleichen. Die Lockout-Kupplung 33, die sich innerhalb der Torsionsdämpferanordnung 26 befindet, besteht aus zwei Kupplungsplatten 37, die mit dem Dämpferflansch 38 verbunden sind, zwei Reibplatten 36, die mit der getriebeseitigen Abdeckung 30 verbunden sind, einer Stützplatte 46 und einem Schnappring 48, der am Dämpferflansch 38 an einem Arm 61 angebracht ist. Die Lockout-Kupplung 33 ist einem hydraulischen Kolben 50 benachbart, der sich gegen die Kupplungsplatten 37 bewegt, wobei er sie zwingt, mit den Reibplatten 36 in Eingriff zu kommen. Der Kolben 50 bewegt sich als Antwort auf von einem Ölkreis 57 in den Hohlraum 58 zugeführtes Öl. Die Kraft wird an der Stützplatte 46 und dem Schnappring 48 abgeleitet und vom Dämpferflansch 38 aufgenommen. Dem Kolben 50 benachbart und am Dämpferflansch 38 befestigt ist die Dämpfernabe 40 der Torsionsdämpferanordnung 26, die einen quer gebohrten Kanal 56 aufweist, um eine radial verlaufende Apertur 52 zu definieren, die ermöglicht, dass Öl aus dem Kreis 57 hindurchströmt. Das Öl geht durch eine quer gebohrte Apertur 55 in der Antriebswelle 18 durch eine Apertur 53 in den Kanal 56 zur Vorderseite des Kolbens 50. Ein In-Eingriff-Kommen des Kolbens 50 mit der Lockout-Kupplung 33 wird verhindert und dieser durch eine Rückholfeder 54 in der ausgerückten Stellung gehalten. Während Öl durch den Kanal 56 der Dämpfernabe 40 zugeführt wird, steigt der Druck innerhalb des Kolbenhohlraums 58 an, wobei eine Kraft erzeugt wird, die ausreicht, um die Federkraft zu überwinden und den Kolben 50 zu verschieben, wodurch er mit der Lockout-Kupplung 33 in Eingriff kommt. Der Behälter 34 wird auch mit Öl aus dem Hydraulikkreis 59 durch die Apertur 51 in den Innendurchmesser der Rohrs 35, das in die Antriebswelle 18 eingesetzt ist, durch eine Sicherungsscheibe 41 (oder Buchse) mit Rillen in einen Hohlraum oder Zwischenraum 43 und in das Innere des Behälters 34 gefüllt. Das so im Behälter 34 empfangene Öl befindet sich auf der rechten Seite des Kolbens 50, wie in 2 dargestellt ist, um das in den Hohlraum 58 auf der anderen Seite des Kolbens 50 zugeführte Öl auszugleichen.

Die Hydraulikkreise 57 und 59, wie sie in 2 dargestellt sind, liefern Öl an den Kolbenhohlraum 58 bzw. den Dämpferbehälter 34; wobei sie die Lockout-Kupplung 33 steuern und ihr befehlen, unter gewissen vorbestimmten Bedingungen einzurücken und auszurücken. Der erste Kreis 57 liefert hydraulisches Fluid an den Kolbenhohlraum 58. Der zweite Kreis 59 wird bei einem niedrigeren Druck reguliert und befördert letztendlich Öl zum Behälter 34, der sich auf der anderen Seite des Kolbens 50 befindet. Der Kolben 50 innerhalb der Torsionsdämpferanordnung 26 spricht auf den ausreichend höheren Druck an, der sich aus dem über den ersten Kreis 57 zugeführten Öl ergibt, indem er sich verschiebt und die Lockout-Kupplung 33 in Eingriff bringt, um die Dämpferfedern 32 effektiv zu sperren bzw. zu entkoppeln. Wenn die Lockout-Kupplung 33 eingerückt ist, sind die Torsionsdämpferfedern 32 deaktiviert oder entkoppelt, so dass die Antriebsmaschine bzw. der Motor 24 direkt mit der Antriebswelle 18 des Getriebes 10 gekoppelt ist. Dieser Zustand wird nur für Motorstarts und -stopps bevorzugt (d.h. Start- und/oder Stoppmodi, in denen Motordrehzahlen innerhalb des vorbestimmten Drehzahlbereichs zwischen 0 und 600 UpM liegen).

Das Getriebe 10 kann im elektrischen Modus arbeiten, in dem der Motor 24 komplett abgeschaltet ist. Wenn der Motor abgeschaltet ist, kann die Hauptpumpe 62 nicht betrieben werden, die ihre Leistung vom Motor bezieht. Da der Dämpferbehälter 34 nicht abgedichtet ist, läuft das Öl darin aus dem Dämpferbehälter 34 auf ungefähr den halben Füllstand aus, wenn die Hauptpumpe 62 und die Hilfspumpe 27 nicht in Betrieb sind. Wenn der Motor erneut gestartet wird, wird das übrige Öl durch die Zentrifugalkraft, die sich aus der Umdrehung der Antriebswelle 18 und Torsionsdämpferanordnung 26 ergibt, zum Umfang der Torsionsdämpferanordnung 26 gezwungen. Desgleichen wird das in der Dämpfernabe 40 verbliebene Öl in den Kolbenhohlraum 58 (d.h. dessen Umfang) gezwungen. Da das Öl im Dämpferflansch 38 im Kolbenhohlraum 58 konzentriert wird, lastet das Öl im Kolben 58 auf dem Kolben 50. Bei hohen Drehzahlen kann die Zentrifugalkraft auf das Öl (oder das hydraulische Fluid) im Kolbenhohlraum 58 die Kraft der Rückholfeder 54 überwinden und den Kolben 50 verschieben. Um den Kolben 50 zu verschieben, muss die Druckdifferenz zwischen dem Kolbenhohlraum 58 und dem Dämpferbehälter 34 größer oder gleich 0,28 bar (4 psi) sein, um die Rückholfeder zu überwinden, oder größer oder gleich 4,14 bar (60 psi), um die volle Kapazität auf der Kupplung 33 zu erhalten. Die Linie A von 3 veranschaulicht die erhöhte Druckdifferenz des Öls im Kolbenhohlraum 58 als Funktion der Drehzahl der Torsionsdämpferanordnung 26. Die x-Achse repräsentiert die Drehzahl der Torsionsdämpferanordnung 26, und die y-Achse repräsentiert den Ladedruck auf dem Kolben 50. Wenn sich die Drehzahl der Torsionsdämpferanordnung 4000 UpM nähert, beträgt der Ladedruck, der sich aus dem Hydraulikfluid im Kolbenhohlraum 59 ergibt, ungefähr 4,14 bar (60 psi) – genug, um die ganze auslegungsgemäße Drehmomentkapazität auf der Kupplung 33 zu haben. Ein ungeeigneter bzw. unzureichender Eingriff der Lockout-Kupplung 33 und effektives Entkoppeln der Torsionsdämpferanordnung 26 kann zu zusätzlichem Verschleiß an Getriebekomponenten führen, der einen vorzeitigen Ausfall oder eine reduzierte Lebensdauer bewirkt. Wie durch den Schnittpunkt der Linien A und B in 3 demonstriert wird, kann jedoch, wenn die vorgesehenen Pumpen (27 und 62) genutzt werden, um den Dämpferbehälter 34 zu füllen, der Kolben 50 vor Erreichen eines Ladedrucks von 4,14 bar (60 psi) hydraulisch ins Gleichgewicht gebracht werden. Obgleich jede Pumpe Öl in den Dämpferbehälter 34 fördern kann, ist die Hilfspumpe 27 dafür verantwortlich, das Öl zum Behälter 34 oder der anderen Seite des Kolbens 50 zu befördern, wenn das Getriebe im elektrischen Modus läuft (oder der Motor bzw. die Antriebsmaschine aus ist).

Einer der technischen Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Hydraulikkreise 57 und 59, wie in 2 gezeigt ist, und Pumpen 27 und 62 so ausgeführt sind, dass sie in Vorbereitung auf den Betrieb des Motors den hydraulischen Kolben 50 im Gleichgewicht halten. Um den Kolben 50 im Gleichgewicht zu halten, muss sich mindesten 0,36 Liter Öl im Inneren des Dämpferbehälters 34 befinden, wie durch Linie B in 3 dargestellt ist. Wenn die Hilfspumpe 27 läuft, zieht sie Öl aus einem Sammelbehälter und fördert Öl parallel zu dem Steuermodul 64 und dem Prioritätsregler 70 (wie in 2 gezeigt). Der Prioritätsregler 70 reguliert den Druck, bei dem die Hilfspumpe 27 arbeitet (der in der bevorzugten Ausführungsform 4,14 bar (60 psi) beträgt), und leitet das gesamte überschüssige Öl zum Wärmetauscher 68, der Öl durch den Schmierölregler 72 und in den Hydraulikkreis 59 zum Getriebe 10 zurückleitet. Das Steuermodul 64 wird unter gewissen vorbestimmten Bedingungen (oder in Betriebsmodi Start und/oder Stopp in der bevorzugten Ausführungsform) Öl an den Hydraulikkreis 57 liefern, um das Öl im Kolbenhohlraum 58 auf bis zu 7,6 bar (110 psi) unter Druck zu setzen. Wenn der Motor an ist und sich dreht, zieht die Hauptpumpe 62 Öl aus dem Sammelbehälter und fördert es parallel zum Steuermodul 64 und zum Hauptreglerventil 66. Vom Hauptregler 66 gelangt Öl durch den Prioritätsregler 70, strömt durch den Wärmetauscher 68 zum Schmierölregler 72 und in den Hydraulikkreis 59.

In der bevorzugten Ausführungsform stellt der Schmierölregler 72 sicher, dass der Druck des Öls im Dämpferbehälter 34 2,07 bar (30 psi) nicht übersteigt. Das Steuermodul 64 hält den Öldruck im Hydraulikkreis 57 auf 0,14 bar (2 psi). Daher kann sich der Kolben 50 nicht verschieben, um die Kupplung 33 einzukuppeln, wobei das Öl im Kolbenhohlraum 58 bei 0,14 bar (2 psi), das Öl im Dämpferbehälter 34 bei 2,07 bar (30 psi) und die Rückholfeder 54 eine entgegenwirkende Kraft anwenden. Der Kolben 50 wird dadurch hydraulisch im Gleichgewicht gehalten, oder es wird verhindert, dass er die Lockout-Kupplung 33 in Eingriff bringt. Wenn es wünschenswert ist (in Betriebsmodi Start und/oder Stopp) kann jedoch die Hilfspumpe 27 die Kupplung 33 einrücken, indem dem Kolbenhohlraum 58 Öl mit hohem Druck zugeführt wird, so dass er die 2,07 bar (30 psi) im Dämpferbehälter 34 und die entgegenwirkende Kraft der Rückholfeder 54 überwindet.

Die beiden Kreise (57 und 59) sind durch einen Satz rotierender Dichtungsringe 74 und ein Stahlrohr 35 getrennt, die in die Antriebswelle 18 des Getriebes 10 eingesetzt sind. Eine gerillte Sicherungsscheibe 41, wie sie in 4a und 4b besser dargestellt ist, schafft einen Ölweg vom Innendurchmesser des Rohrs 35 zum Dämpferbehälter 34. Die Sicherungsscheibe 41 hat auf ihrem Umfang Rillen 76, um einen Ölweg durch die Scheibe 41 und in den Dämpferbehälter 34 zu ermöglichen.

Obgleich die besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ausführlich beschrieben wurden, erkennt der Fachmann für die Technik, auf die sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen, um die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche in die Praxis umzusetzen.


Anspruch[de]
Elektrisch variables Getriebe (10) mit zumindest einem Elektromotor (A, B) und einer drehbaren Torsionsdämpferanordnung (26), wobei die Torsionsdämpferanordnung (26) umfasst:

eine Torsionsfeder (32), die dazu dient, Kompressionsimpulse oder Drehschwingungen zu eliminieren oder zu reduzieren;

eine Kupplungsanordnung (33) mit einem hydraulisch betätigbaren Kolben (50), um die Torsionsfeder (32) selektiv zu entkoppeln;

zumindest einen Elektromotor (A, B), der dazu dient, die Kompressionsimpulse auszugleichen, wenn die Torsionsfeder (32) entkoppelt ist; und

ein hydraulisches Fluid, das auf gegenüberliegende Seiten des Kolbens (50) angewendet werden kann, um den Kolben (50) hydraulisch ausreichend im Gleichgewicht zu halten, um zu verhindern, dass die Kupplungsanordnung (33) die Torsionsfeder (32) entkoppelt, zumindest teilweise als Reaktion auf die Drehzahl der Torsionsdämpferanordnung (26), wodurch ermöglicht wird, dass die Torsionsfeder (32) die Drehschwingungen eliminiert.
Getriebe (10) nach Anspruch 1, ferner mit:

einer Hilfspumpe (27), die dazu dient, das hydraulische Fluid zu gegenüberliegenden Seiten des Kolbens (50) zu pumpen, wobei die Hilfspumpe (27) von einem Elektromotor angetrieben werden kann.
Getriebe nach Anspruch 1, ferner mit:

einer Hauptpumpe (62), die dazu dient, das hydraulische Fluid zu einer Seite des Kolbens (50) zu pumpen.
Getriebe (10) nach Anspruch 1, wobei die Torsionsfeder (32) und die Kupplungsanordnung (33) von einer getriebeseitigen Abdeckung (30) und einer motorseitigen Abdeckung (28) umgeben sind; wobei die getriebeseitige Abdeckung (30) und die motorseitige Abdeckung (28) einen Behälter (34) auf einer Seite des Kolbens (50) definieren, der zur Aufnahme des hydraulischen Fluids ausgeführt sein kann. Getriebe (10) nach Anspruch 1, ferner mit:

einer Antriebswelle (18), die zur Aufnahme des hydraulischen Fluids ausgeführt ist; und

einer Sicherungsscheibe (41), die auf ein Ende der Antriebswelle (18) gesetzt ist; wobei die Sicherungsscheibe (41) Rillen (76) aufweist, die der Sicherungsscheibe (41) ermöglichen, ein Leiten des hydraulischen Fluids von der Antriebswelle (18) und zu einer Seite des Kolbens (50) zu ermöglichen.
Getriebe (10) nach Anspruch 5, ferner mit:

einem Rohr (35), das innerhalb des Innendurchmessers der Antriebswelle (18) eingesetzt ist; wobei das Rohr (35) dazu dient, das hydraulische Fluid in der Antriebswelle (18) zu trennen.
Getriebe (10) nach Anspruch 1, ferner mit:

einem Dämpferflansch (38) und einer Dämpfernabe (40), an denen die Kupplungsanordnung (33) und der Kolben (50) befestigt werden können, wobei der Dämpferflansch (38) und die Dämpfernabe (40) zumindest teilweise einen Kanal (56) definieren, der dazu dient, das hydraulische Fluid auf einer anderen Seite des Kolbens (50) aufzunehmen.
Antriebsstrang mit einem Kompressionsimpulse und Drehschwingungen erzeugenden Motor (24) und einem elektrisch variablen Getriebe (10) nach Anspruch 1, mit:

einer motorseitigen Abdeckung (28), die am Motor (24) befestigt ist;

einem Dämpferflansch (38), der an der motorseitigen Abdeckung (28) und einer Dämpfernabe (40) gemeinsam befestigt werden kann;

wobei die Dämpfernabe (40) an einer Antriebswelle (18) im elektrisch variablen Getriebe (10) befestigt werden kann und der Dämpferflansch (38) eine Dämpferfeder (32) aufweist, die ermöglicht, dass die Torsionsdämpferanordnung (26) derartige Drehschwingungen und Kompressionsimpulse des Motors (24) absorbiert;

einer getriebeseitigen Abdeckung (30), die an der motorseitigen Abdeckung (28) befestigt und so ausgeführt ist, dass sie zumindest teilweise den Dämpferflansch (38) umschliesst;

wobei die getriebeseitige Abdeckung (30) und die motorseitige Abdeckung (28) ferner einen Behälter (34) definieren, der den Dämpferflansch (38) und die Dämpferfeder (32) umschliesst; und

wobei der Dämpferflansch (38) und die getriebeseitige Abdeckung (30) selektiv betätigbare Kupplungsplatten (37, 36) zum Entkoppeln der Dämpferfedern (32) umschließen.
Antriebsstrang nach Anspruch 8, ferner mit:

einem Kolben (50), der betätigt werden kann, um den selektiven Eingriff der Kupplungsplatten (36, 37) so zu beeinflussen, dass die Dämpferfedern (32) entkoppelt sind;

einem Hydraulikkreis mit:

einer Hauptpumpe (62), die vom Motor angetrieben kann und dazu dient, ein hydraulisches Fluid zu gegenüberliegenden Seiten des Kolbens (50) zu pumpen; und

einer Hilfspumpe (27), die von einem Elektromotor angetrieben werden kann und dazu dient, das hydraulische Fluid zu gegenüberliegenden Seiten des Kolbens (50) zu pumpen.
Antriebsstrang nach Anspruch 9,

wobei der Dämpferflansch (38) zumindest teilweise einen Kolbenhohlraum (58) definiert, der an eine Seite des Kolbens (50) grenzt und zur Aufnahme des Hydraulikfluids ausgeführt sein kann; und

der Dämpferflansch (38) teilweise einen Kanal (56) definiert, der dafür vorgesehen ist, das hydraulische Fluid in den Kolbenhohlraum (58) zu leiten.
Antriebsstrang nach Anspruch 10, ferner mit:

einer Antriebswelle (18), die radial verlaufende Aperturen (53, 55) definiert, die dafür vorgesehen ist, das hydraulische Fluid aus einem Innendurchmesser der Antriebswelle (18) zu einem Außendurchmesser der Antriebswelle (18) und in den Kanal des Dämpferflansches (56) zu leiten.
Antriebsstrang nach Anspruch 11, ferner mit:

einer Sicherungsscheibe (41), die auf ein Ende der Antriebswelle (18) gesetzt werden kann;

wobei die Sicherungsscheibe (41) Rillen (76) aufweist, die der Sicherungsscheibe (41) ermöglichen, ein Leiten des hydraulischen Fluids von der Antriebswelle (18) und zu einer anderen Seite des Kolbens (50) zu erleichtern.
Antriebsstrang nach Anspruch 12, ferner mit:

einem Rohr (35), das innerhalb des Innendurchmessers eingesetzt ist, wobei das Rohr (35) dazu dient, das in der Antriebswelle (18) aufgenommene hydraulische Fluid zu trennen.
Antriebsstrang nach Anspruch 13,

wobei die Hauptpumpe (62) dafür ausgelegt ist, das hydraulische Fluid zu einem Steuermodul (64) und einem Hauptregler (66) zu pumpen;

wobei das Steuermodul (64) dafür ausgeführt ist, hydraulisches Fluid zu einer Seite des Kolbens (50) zu leiten;

der Hauptregler (66) dafür ausgelegt ist, hydraulisches Fluid zu einem Prioritätsregler (70) zu leiten;

der Prioritätsregler (70) das hydraulische Fluid zu einem Wärmetauscher (68) leitet, wobei der Wärmetauscher (68) dahingehend wirkt, das hydraulische Fluid zu einem Schmierölregler (72) zu leiten; und

der Schmierölregler (72) dazu dient, das hydraulische Fluid zur anderen Seite des Kolbens (50) zu leiten.
Antriebsstrang nach Anspruch 14,

wobei der Schmierölregler (72) dafür ausgelegt ist, das hydraulische Fluid zum Rohr (35), durch die Sicherungsscheibe (41) und zu der anderen Seite des Kolbens (50) zu leiten; und

das Steuermodul (64) dafür ausgelegt ist, das hydraulische Fluid zwischen der Antriebswelle (18) und dem Rohr (35), durch die radial verlaufenden Aperturen (53, 55), auf den Kanal (56) und zu der einen Seite des Kolbens (50) zu leiten.
Verfahren zum Steuern einer drehbaren, hydraulisch betätigten Torsionsdämpferanordnung (26) eines elektrisch variablen Getriebes (10) in den Modi Start, Stopp und Fahren, mit den Schritten:

hydraulisches Entkoppeln der Torsionsdämpferanordnung (26) während des Start- und Stoppmodus als Antwort auf ein hydraulisches Fluid; und

hydraulisches Ausgleichen des hydraulischen Fluids, um das hydraulische Entkoppeln der Torsionsdämpferanordnung (26) während des Modus Fahren zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend:

Pumpen des hydraulischen Fluids von einer motorgetriebenen Hilfspumpe (27), um die Torsionsdämpferanordnung (26) hydraulisch zu entkoppeln.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner mit dem Schritt:

Pumpen des hydraulischen Fluids von einer Hauptpumpe (62) und/oder der Hilfspumpe (27), um die Torsionsdämpferanordnung (26) hydraulisch auszugleichen.






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