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DE60106801T2 - Vorrichtung zur Steuerung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine in einem elektrischen Hybridfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung zur Steuerung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine in einem elektrischen Hybridfahrzeug Download PDF

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DE60106801T2
DE60106801T2 DE60106801T DE60106801T DE60106801T2 DE 60106801 T2 DE60106801 T2 DE 60106801T2 DE 60106801 T DE60106801 T DE 60106801T DE 60106801 T DE60106801 T DE 60106801T DE 60106801 T2 DE60106801 T2 DE 60106801T2
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DE
Germany
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generator
engine
torque
speed
controller
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James Paul Milford McCarthy
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Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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Publication date
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Description

  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Motors und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche die Drehzahl eines Motors in einem Hybridelektrofahrzeug regelt und welche es erlaubt, die Abmessungen und die Kapazität des Motor/Generators des Fahrzeugs zu verringern. Hybridelektrofahrzeuge ("HEVs") nützen sowohl eine innere Verbrennungskraftmaschine als auch eine oder mehrere elektrische Maschinen (z.B. Motoren/Generatoren), um Leistung und Drehmoment zu erzeugen. Der(Die) elektrischen Motor(en)/Generator(en) in einem Hybridelektrofahrzeug stellt(stellen) dem Fahrzeug zusätzliche Freiheitsgrade zur Verfügung, indem das vom Fahrer verlangte Drehmoment angeliefert und auch dazu verwendet werden kann, die Abgabedrehzahl des Motors zu regeln.
  • In einem Typ Hybridelektrofahrzeug, allgemein als ein "Leistungsteilungs"-Typ von Hybridelektrofahrzeugen bezeichnet, sind der elektrische Generator und die innere Verbrennungskraftmaschine unter Einsatz eines Planetengetriebesatzes miteinander verbunden und der elektrische Generator stellt ausgewählt ein Reaktionsdrehmoment bereit, welches eingesetzt werden kann, um die Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors zu regeln (z.B. verringern und/oder erhöhen). Auf diese Weise wird der Generator dazu verwendet, die Drehzahl des Motors zu regeln und arbeitet mit dem Planetengetriebesatz und einem Fahrmotor zusammen, um eine ununterbrochene variable Übertragungswirkung ("CVT" = Continuous Variable Transmission) bereit zu stellen. Ein Nachteil, der mit diesem Typ von Hybridelektrofahrzeug in Verbindung steht, ergibt sich aus der begrenzten Reaktionsdrehmomentgröße, welche durch den Motor/Generator bereit gestellt werden kann.
  • Insbesondere da die Menge an Drehmoment, welche durch eine typische innere Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird, relativ groß ist, muss das Reaktionsdrehmoment, das erforderlich ist, um die Drehzahl und/oder den Abtrieb des Motors zu regeln, ebenfalls relativ groß sein. Dies stellt ein Problem unter bestimmten Fahrzeugbetriebsumständen (z.B. Betriebzustände im hohen Drehzahlbereich) dar, da der Motor/Generator nicht immer in der Lage ist, das Reaktionsdrehmoment, das erwünscht ist oder zur Regelung oder Verringerung der Drehzahl des Fahrzeugmotors benötigt wird, zu liefern. Zum Beispiel und ohne einschränkende Wirkung stellt der Graph 200 aus 3 die Leistung eines typischen Hybridelektrofahrzeuggenerator über einen Drehzahlbereich dar. Um das relativ hohe Reaktionsdrehmoment bereit zu stellen, das benötigt wird, um die Drehzahl/den Abtrieb des Motors zu regeln, wird typischerweise die Größe und Kapazität des Motor/Generators, welcher im Fahrzeug verwendet wird, vergrößert, wodurch das Gewicht des Fahrzeugs, die Kosten und der erforderliche Raum für die Aufnahme des Motor/Generators in unerwünschter Weise erhöht werden. Alternativ dazu kann die Kapazität oder die abgegebene Leistung des Fahrzeugmotors herabgesetzt werden, um es dem Motor/Generator zu ermöglichen, den Motor zu regeln. Jedoch führt das Verkleinern der Größe des Motors unerwünschter Weise zu einer Abnahme der Gesamtleistungsabgabe des Hybridelektrofahrzeugs.
  • Es besteht daher ein Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Motors in einem Hybridelektrofahrzeug, welche es erlaubt, die Größe des Motor/Generators des Fahrzeugs in erwünschter Weise zu verringern, oder in umgekehrter Weise es erlaubt, die Größe des Fahrzeugsmotors zu vergrößern.
  • Um in Hinblick darauf wenigstens einige der vorher dargelegten Nachteile der Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung für den Einsatz in einem Hybridelektrofahrzeug bereit, welches einen Motor umfasst, der mit einer ersten Drehzahl betrieben wird, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, die erste Drehzahl zu regeln, und einen. Generator umfasst, der einen Statorzusammenbau und einen Rotorzusammenbau aufweist, welcher operativ mit dein Motor gekoppelt ist, wobei der Generator wirksam ist, um ausgewählt ein erstes Drehmoment durch den Rotorzusammenbau bereit zu stellen, wobei das Drehmoment wirksam ist, um die erste Drehzahl zu regeln; und einen Bremsenzusammenbau aufweist, welcher ausgewählt mit dem Rotorzusammenbau in Eingriff gelangt, wobei er darin wirksam ist, ein zweites Drehmoment durch den Rotorzusammenbau bereit zu stellen, wobei das zweite Drehmoment darin wirksam ist, das erste Drehmoment zu verstärken, wodurch weiter die erste Drehzahl geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des Weiteren einen Fühler, welcher die erste Drehzahl misst und welcher ein erstes Signal erzeugt, das auf der gemessenen ersten Drehzahl beruht; und einen Regler umfasst, welcher kommunizierend mit dem Fühler, mit dem Generator und mit dem Bremsenzusammenbau gekoppelt ist, wobei der Regler wirksam darin ist, das erste Signal zu empfangen und auf der Grundlage des ersten Signals, ausgewählt den Generator zu veranlassen, das erste Drehmoment bereit zu stellen.
  • In der US-Patentschrift 5,258,651, welche die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 offenbart, weist eine Planetengetriebeanordnung, welche eine Startvorrichtung für ein Leistungsgetriebe bereit stellt, ein elektrisch vorgerichtetes Reaktionselement auf. Das Reaktionselement ist operativ mit einem Motor/Generator verbunden, welcher ausgewählt gesteuert wird, um eine Bremskraft am Reaktionselement bereit zu stellen. Eine Fluid betriebene Reibungsbremse ist parallel zum Motor/Generator angeordnet, um eine ausgewählte, voll im Eingriff stehende Bremse bereit zu stellen, um die Reaktion herzustellen, oder eine Rutschbremse, um den Generator in der Herstellung der Reaktion an der Planetengetriebeanordnung zu unterstützen. Eine Fluid betriebene Kupplung ist ebenfalls der Planetengetriebeanordnung beigefügt, um ein ausgewähltes 1:1 Verhältnis in der Planetengetriebeanordnung bereit zu stellen. Die Planetengetriebeanordnung arbeitet mit dem Parkmechanismus im Getriebe und dem Motor/Generator zusammen, um einen Motorkurbelmechanismus bereit zu stellen, welcher während des Motorstarts nützlich ist. In diesem Patent wird die Bremse nicht in Verbindung mit dem Generator eingesetzt, um die Motordrehzahl zu regeln.
  • US-A-6,251,037 offenbart einen Hybridantrieb, insbesondere für Fahrzeuge, welcher ein Getriebe mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis mit einem Abzweig aufweist, welcher durch eine Kraftmaschine angetrieben werden kann. Die Getriebeeinheit ist ebenfalls zur Drehung mit einem Teil einer ersten elektrischen Maschine verbunden. Ein Abzweig der Getriebeeinheit ist zur Drehung mit einem Rotor einer zweiten elektrischen Maschine verbunden. Ein anderer Abzweig ist zur Drehung mit einer Abtriebswelle und mit dem anderen Teil der ersten elektrischen Maschine verbunden. Der Rotor der zweiten Maschine kann zur Drehung durch eine Bremse fixiert oder freigegeben werden, aber die Bremse ist nicht in einer solchen Weise gesteuert, um mit der einen oder der anderen elektrischen Maschine zusammen zu arbeiten, um die Drehzahl der Kraftmaschine zu regeln.
  • Die Erfindung wird nun weiter beispielhaft mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • 1 eine Schnittansicht eines "Leistungsteilungs"-Hybridelektrofahrzeugantriebssystems ist, welches gemäß den Lehren einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
  • 2 ein nicht beschränkendes Beispiel einer Bremsensteuerungsstrategie darstellt, die durch das Antriebssystem, gezeigt in 1, genutzt wird;
  • 3 ein Graph ist, welcher die Leistung eines typischen Generators über einen Drehzahlbereich darstellt.
  • Nun mit Bezugnahme auf 1 wird eine Hinterachse kombiniert mit Kardanwelle oder ein Antriebssystem 10 eines Hybridelektrofahrzeugs gezeigt, welches) gemäß den Lehren der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht ist. Es sollte von Durchschnittsfachleuten auf diesem Gebiet der Technik geschätzt werden, dass das Antriebssystem 10 ein "Teilungstyp"-Antriebssystem ist, welches die Funktionen sowohl von seriellen als auch von parallelen Hybridsystemen kombiniert und welches eine innere Verbrennungskraftmaschine 12, einen elektrischen Generator/Motor 14 und einen elektrischen Fahrmotor 16 umfasst.
  • Der Motor 12 und der Generator 14 sind miteinander unter Verwendung eines herkömmlichen Planetengetriebesatzes 20 verbunden, der einen Mitnehmer 22, ein zentrales Ritzel 24 und ein Hohlrad 26 umfasst. Das System 10 umfasst des Weiteren einen herkömmlichen Schwungrad-und-Dämpfer-Zusammenbau 18, eine herkömmliche Einwegkupplung 30, welche ausgewählt und operativ mit der Abtriebswelle 32 des Motors 12 in Eingriff steht, und einen Bremsenzusammenbau 34, welcher ausgewählt und operativ mit dem Rotor 15 des Generators 14 in Eingriff steht.
  • Eine herkömmliche elektrische Energiespeichervorrichtung 36 (z.B. eine oder mehrere Batterien oder andere Ladungsspeichervorrichtungen) ist operativ mit dem Generator 14 und dem Motor 16 gekoppelt. Die Batterie 36 empfängt Leistung vom Generator 14 und stellt sie dem Motor 16 zur Verfügung.
  • In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Motor 12 ein herkömmlicher innerer Verbrennungskraftmotor, welcher antreibend die Welle 32 dreht, welche operativ mit dem Mitnehmer 22 des Planetengetriebesatzes 20 gekoppelt ist. Der Generator 14 ist ein herkömmlicher Motor/Generator, welcher einen Statorzusammenbau 17 und einen Rotorzusammenbau 15 umfasst, der physisch und operativ mit dem Sonnenrad 24 des Planetengetriebesatzes 20 gekoppelt ist. Der Planetengetriebesatz 20 erlaubt es dem Motor 12 und dem Generator 14, als eine "einzelne Leistungsquelle" zusammen zu arbeiten, welche eine einzelne Leistungs- oder Drehmomentabgabe vom Hohlrad 26 des Planetengetriebesatzes 20 an den Antriebsstrang 28 bereit stellt. Es sollte geschätzt werden, dass der Planetengetriebesatz 20 des Weiteren als eine Leistungsteilungsvorrichtung dient, welche den Antrieb vom Motor 12 auf den Generator 14 und auf den Antriebsstrang 28 aufteilt. Der Generator 14 stellt ausgewählt ein negatives Reaktionsdrehmoment für das Motor erzeugte Drehmoment bereit, wodurch die Motordrehzahl geregelt wird. Der Generator 14 wandelt des Weiteren Antriebsstrangenergie in elektrische Energie (z.B. während regenerativem Bremsen) um, die in der Batterie 36 gespeichert wird und dazu verwendet werden kann, den Motor 16 und verschiedene andere elektrische Komponenten des Fahrzeugs elektrisch anzutreiben.
  • Der elektrische Motor 16 ist ein herkömmlicher Elektromotor, welcher als eine "zweite Leistungsquelle" dient, die Drehmoment und Leistung für den Antriebsstrang 28 des Fahrzeugs unabhängig von der ersten Leistungsquelle (das sind Motor 12 und Generator 14) bereit stellt. Auf diese Weise liefern die zwei Leistungsquellen (das sind der innere Verbrennungsmotor und Generator und der Elektromotor) zusammenwirkend Drehmoment und Leistung gleichzeitig und unabhängig an das Fahrzeug.
  • In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bremse oder der Bremsenzusammenbau 34 ein herkömmlicher, hydraulisch betätigter Bremsenzusammenbau. In anderen alternativen Ausführungsformen kann der Bremsenzusammenbau 34 andere Arten von ausgewählt zum Eingriff zu bringenden Bremsenzusammenbauten umfassen. Eine herkömmliche Quelle von unter Druck stehendem Hydraulikfluid 40 ist kommunizierend mit einem Trommel- oder Gehäuseabschnitt 42 der Hinterachse 10 oder des Bremsenzusammenbaus 34 durch Verwendung einer herkömmlichen Leitung, eines Rohrs oder Kanals 44 gekoppelt. Ein veränderliches Solenoidventil 46 ist einsatzbereit im Kanal 44 angeordnet und regelt ausgewählt den Fluss von unter Druck stehendem Hydraulikfluid in den Bremsenzusammenbau 34. Insbesondere ist das veränderbare Solenoidventil 46 kommunizierend mit dem Regler 68 gekoppelt und wird ausgewählt von diesem geregelt. In anderen alternativen Ausführungsformen wird das Ventil 46 durch andere Regler wie den Fahrzeugsystemregler 64 oder den Motorregler 66 geregelt.
  • Der Bremsenzusammenbau 34 umfasst ein(en) im Allgemeinen ringförmigen(es) Kolben oder Element 72, welcher(s) innerhalb einer ringförmigen Nut oder Kammer 74 zurückgehalten wird, welche einstückig innerhalb des Trommelabschnitts 42 ausgebildet ist. Der Kolben 72 ist des Weiteren operativ mit einem herkömmlichen Rückstellfedersystem oder -element 76 gekoppelt. Das Kolbenelement 72 ist innerhalb der Nut 74 ausgewählt bewegbar (z.B. in die Richtungen, die durch die Pfeile 78, 79 dargestellt sind). Der Bremsenzusammenbau 34 umfasst des Weiteren drei ringförmige "Reibungs"-Platten 80, 82 und 84, welche feststehend am Trommelabschnitt 42 abgebracht sind, und zwei im Wesentlichen ringförmige "Teiler"-Platten 86, 88, welche feststehend am Rotor 15 und insbesondere am Nabenabschnitt 90 des Rotors 15 gekoppelt sind. Der Trommelabschnitt 42 ist operativ mit dem Hinterradgehäuse 94 gekoppelt oder einstückig mit diesem ausgebildet und ist daher in Bezug auf die Drehung ortsfest (d.h. Abschnitt 42 dreht sich nicht). Der Nabenabschnitt 90 ist operativ mit dem Rotor 15 des Generators 14 gekoppelt und dreht sich mit einer Rate oder Drehzahl, die durch den Rotor 15 vorgegeben ist. Die Platten 80 und 84 umfassen jeweils eine "innere" Reibungsoberfläche (z.B. eine Reibungsbeschichtung), welche jeweils entsprechend mit den Platten 86 und 88 in Eingriff steht, und die Platte 82 umfasst zwei Reibungsoberflächen, welche mit den Platten 86 und 88 in Eingriff stehen. Wenn unter Druck stehendes Fluid in die Nut 74 eingeleitet wird, wirkt der Kolben 72 durch Bewegung in die Richtung, die durch den Pfeil 78 dargestellt wird, und gelangt in Eingriff mit der Platte 80, wodurch die Platten 80 – 88 zusammengedrückt werden, und verursacht, dass die Drehung des Rotors 15 "verlangsamt" oder gestoppt wird. Der Abschnitt 42 umfasst ein Prüfventil 96, welches es dem Fluid erlaubt, aus der Nut oder Kammer 74 ausgestoßen zu werden, wenn das Ventil 46 geschlossen ist. In der bevorzugten Ausführungsform wird Kühlfluid durch die Platten 80 – 88 in einer herkömmlichen Weise durchgeleitet, wodurch ein Schaden durch Wärme an den Platten verhindert wird.
  • In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein zentrales Steuersystem oder eine Fahrzeugsteuereinheit ("VCU") 64 elektrisch und kommunizierend mit herkömmlichen Benutzer oder Fahrer betriebenen Reglern oder Komponenten 62 und mit einem oder mehreren herkömmlichen Fahrzeugbetriebszustandsfühlern 63 gekoppelt. Der Regler 64 empfängt Signale und/oder Befehle, welche durch Fahrereingaben 62 und Fahrzeugbetriebszustandsfühler 63 (z.B. Gangwahl, Gaspedalstellung und Bremsleistungsbefehle) erzeugt werden, und verarbeitet und benützt die empfangenen Signale, um das Drehmomentsausmaß zu bestimmen, welches an den Antriebsstrang 28 des Fahrzeugs abgegeben werden muss, um den Ladungszustand der Batterien 36 abzuschätzen. Der Regler 64 erzeugt dann Befehle an die geeigneten Untersysteme oder Regler 66, 68 und 70, welche ausgewählt das erforderliche Drehmoment für den Antriebsstrang 28 bereit stellen: Insbesondere bestimmt der Regler 64 das Gesamtdrehmomentausmaß, welches für den Antriebsstrang 28 bereitgestellt oder angeliefert werden muss, und unterteilt oder teilt das Drehmoment auf die verschiedenen Untersysteme auf.
  • In der bevorzugten Ausführungsform umfasst jeder Regler 64 – 70 einen oder mehrere Mikroprozessoren und/oder integrierte Schaltkreise, welche in Zusammenarbeit den Betrieb des Antriebssystems 12 regeln. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst der Regler 64 eine herkömmliche Motorreglereinheit oder "ECU"; der Regler 66 umfasst einen herkömmlichen Generator/Motor-Regler oder "GMC" und der Regler 70 umfasst einen Fahrmotorregler oder "TMC". Die Regler 64 – 70 können jeder einen eigenen Regler umfassen oder können in einem einzelnen Regler, Chip, Mikroprozessor oder einer entsprechenden Vorrichtung eingebaut sein.
  • Im Betrieb empfängt der Regler 64 Befehle, Daten und/oder Signale von Fahrer betriebenen Reglern 62 oder von Fahrzeugfühlern 63. Auf der Grundlage dieser empfangenen Daten berechnet oder bestimmt der Regler 64 das Gesamtdrehmomentausmaß, welches durch den Fahrer/Benutzer des Fahrzeugs verlangt oder angefordert wird. Nach Bestimmung des gewünschten oder verlangten Drehmoments kommuniziert der Regler 64 Steuersignale an die Regler 66, 68 und 70, die bewirken, dass der Motor 12, der Generator 14 und der Motor 16 gemeinsam das verlangte Drehmoment dem Antriebsstrang 28 bereit stellen. Der Regler 64 überwacht des Weiteren die Drehzahl des Motors 12 und aktiviert ausgewählt und regelbar den Generator 14 und den Bremsenzusammenbau 34, um die Drehzahl des Motors 12 auf einem gewünschten Niveau zu halten, beziehungsweise beizubehalten. Dies kann zusätzlich zu oder anstelle des Drehmoments, welches durch die Generator-Motor-Erzeugung von elektrischem Strom erzeugt wird, geschehen.
  • Nun mit Bezugnahme auf 2 wird eine Motordrehzahlregelstrategie 100 gezeigt, welche durch den Regler 64 benutzt wird. Wie im funktionalen Block oder Schritt 102 gezeigt, überwacht der Regler 64 die Drehzahl des Motors 12 und andere Betriebszustände durch den Einsatz der Fühler 63. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überwacht der Regler 64 die Position des Gaspedals des Fahrzeugs und schätzt den Ladezustand der Batterien 36. Im funktionalen Block oder Schritt 104 vergleicht der Regler 64 die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert, welcher im Regler 64 gespeichert ist. Ebenfalls in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schwellengeschwindigkeitswert ein dynamischer Schwellenwert, welcher von der Position des Gaspedals und des geschätzten Ladezustands der Batterien 36 abhängt oder eine Funktion dieser ist. Insbesondere in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schwellengeschwindigkeitswert niedriger, wenn die Batterien 36 an ihrer Ladekapazität oder nahe an ihr sind und wenn das Gaspedal nicht ganz durchgedrückt ist. In anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen kann der Regler 64 zusätzliche oder unterschiedliche Vergleiche in Schritt 104 ausführen, um zu bestimmen, ob zum funktionalen Block oder Schritt 106 vorangeschritten werden soll.
  • Wenn die Schwelle in Schritt 104 nicht überschritten worden ist, kehrt der Regler 64 zu Schritt 102 zurück und setzt fort, die Motordrehzahl und andere Fahrzeugbetriebszustände zu überwachen. Wenn die Schwelle in Schritt 104 überschritten worden ist, stellt der Regler 64 fest, dass die Drehzahl des Motors 12 verringert werden sollte, um Schaden am Generator 14 und/oder den Batterien 36 zu verhindern, und schreitet zum funktionalen Block oder Schritt 106 weiter.
  • Da das Schließen der Drosselklappe des Motors 12 den Wirkungsgrad des Motors 12 verringert und die Qualität und Geschmeidigkeit der Fahrt des Fahrzeugs herabsetzt, benützt der Regler 64 den Generator 14, um die Drehzahl des Motors 12 im funktionalen Block oder Schritt 106 zu verringern. Insbesondere erzeugt der Regler 64 ein Signal an den Generatorregler 68, das den Regler 68 veranlasst, den Generator 14 als einen Motor zu betreiben, um ein "negatives" Reaktionsdrehmoment (d.h. ein Drehmoment in der Richtung, die der Drehrichtung der Motorabtriebswelle 32 entgegen gesetzt ist) bereit zu stellen, wodurch die Drehzahl des Motors 12 geregelt und/oder herabgesetzt wird. Im funktionalen Block oder Schritt 108 bestimmt der Regler 64 oder der Regler 68 beziehungsweise es bestimmen beide, ob die Kapazität des Generators 14 überschritten worden ist (z.B. ob der Generator 14 alleine ausreicht, die Drehzahl des Motors 12 auf unter den Schwellenwert zu verringern oder sie dort zu halten). Wenn die Kapazität des Generators 14 nicht überschritten worden ist (z.B. der Schwellenwert nicht überschritten worden ist), kehrt der Regler 64 zu Schritt 106 zurück und setzt fort, nur den Generator 14 einzusetzen, die Drehzahl des Motors 12 zu regeln. Wenn der Regler 64 oder der Regler 68 oder beide feststellen, dass das vom Generator bereit gestellt Reaktionsdrehmoment nicht länger ausreicht, um die Drehzahl des Motors 12 zu regeln (z.B. der Schwellenwert wurde überschritten), schreitet der Regler 64 zum funktionalen Block oder Schritt 110 fort. Im Schritt 110 erzeugt der Regler 64 ein Signal an den Regler 68, das bewirkt, dass der Bremsenzusammenbau 34 ausgewählt in Eingriff gelangt, um die Drehung des Rotors 15 herabzusetzen und das negative Drehmoment, das durch den Generator 14 bereit gestellt wird, zu verstärken.
  • Insbesondere in Schritt 110 erzeugt der Regler 68 ein Signal für das veränderbare Solenoidventil 46, das bewirkt, dass sich das Ventil 46 in einem gewissen Ausmaß oder für eine bestimmte Menge öffnet, welche eine Funktion des (z.B. proportional zu dem) zusätzlichen negativen Drehmoments) sein kann, das erforderlich ist, um die Drehzahl des Motors 12 auf einem bestimmten Niveau oder Wert zu halten. Sobald das Ventil 46 geöffnet ist, fließt unter Druck stehendes Hydraulikfluid durch den Kanal 44 in die Kammer oder Nut 74. Der Druck des bereit gestellten Fluids lässt Druck hinter dem Kolben 72"aufbauen" oder steigen. In dem Maße, in dem sich der Druck des Hydraulikfluids innerhalb der Nut 74 "aufbaut" oder in dieser ansteigt, bewegt sich der Kolben 72 in die Richtung, welche durch den Pfeil 78 dargestellt ist.
  • Wenn sich der Kolben 72 in die Richtung des Pfeils 78 bewegt, wird die Feder 76 zusammengedrückt oder zurückgeschoben und der Kolben 72 wird gegen die Platte 80 gedrückt. Die Kraft, die durch den Kolben 72 bereit gestellt wird, bewirkt das Zusammendrücken und/oder den Reibungseingriff der Platten 80 – 88, wodurch die Drehzahl des Rotors 15 und des Motors 12 verringert wird. Wird das Ventil 46 geschlossen, bewegt die Rückholfeder 76 den Kolben 72 in Richtung des Pfeils 79, was bewirkt, dass der Kolben 72 in seine ursprüngliche Position zurück kehrt, wodurch die Platten 80 – 88 aus dem Eingriff kommen.
  • Durch Regeln der Öffnung des veränderbaren Solenoidventils 46 auf modulierte Weise und für relativ kurze Zeitspannen, ist der Regler 68 in der Lage , den Druck in der Kammer 74 zu regeln, wodurch das zusätzliche Drehmoment bereit gestellt wird, das notwendig ist, um den Motor 12 auf einer gewünschten Drehzahl zu halten. Auf diese Weise ist der Bremsenzusammenbau 34 in der Lage, mehr oder weniger negatives Drehmoment auf der Grundlage der Drehzahl oder der angestrebten Drehzahl des Motors 12 bereit zu stellen. Durch Einsatz des Bremsenzusammenbaus 34 auf eine modulierte Weise ist das Fahrzeugantriebssystem 10 in der Lage, Schaden am Generator 14 und den Batterien 36 zu verhindern. Zusätzlich kann, da die vorliegende Erfindung den Bremsenzusammenbau 34 einsetzt, um das Reaktionsdrehmoment des Generators 14 zu verstärken, die Größe des Generators 14 in wünschenswerter Weise im Vergleich zu Systemen des Stands der Technik verringert werden oder alternativ kann die Größe des Motors 12 in erwünschter Weise vergrößert werden.

Claims (7)

  1. Vorrichtung für den Einsatz in einem Hybridelektrofahrzeug, umfassend einen Motor (12), welcher mit einer ersten Drehzahl betrieben wird, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, die erste Drehzahl zu regeln, und umfasst: einen Generator (14), der einen Statorzusammenbau (17) und einen Rotorzusammenbau (15) umfasst, welcher operativ mit dem Motor (12) gekoppelt ist, wobei der Generator (14) wirksam ist, um ausgewählt ein erstes Drehmoment durch den Rotorzusammenbau (15) bereit zu stellen, wobei das Drehmoment wirksam ist, um die erste Drehzahl zu regeln; und einen Bremsenzusammenbau (34), welcher ausgewählt mit dem Rotorzusammenbau (15) in Eingriff gelangt, wobei er darin wirksam ist, ein zweites Drehmoment durch den Rotorzusammenbau (15) bereit zu stellen, wobei das zweite Drehmoment darin wirksam ist, das erste Drehmoment zu verstärken, wodurch weiter die erste Drehzahl geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des Weiteren umfasst: einen Fühler (63), welcher die erste Drehzahl misst und welcher ein erstes Signal erzeugt, das auf der gemessenen ersten Drehzahl beruht; und einen Regler (64), welcher kommunizierend mit dem Fühler (63), mit dem Generator (14) und mit dem Bremsenzusammenbau (34) gekoppelt ist, wobei der Regler (64) wirksam darin ist, das erste Signal zu empfangen und auf der Grundlage des ersten Signals, ausgewählt den Generator (14) zu veranlassen, das erste Drehmoment bereit zu stellen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bremsenzusammenbau einen Trommelabschnitt (42), eine Mehrzahl von ersten Platten (80, 82, 84), welche mit dem Trommelabschnitt (42) gekoppelt sind, eine Mehrzahl von zweiten Platten (86, 88), welche mit dem Generator (14) gekoppelt sind, und einen Kolben (72) umfasst, welcher wirksam ist, um ausgewählt die Mehrzahl von ersten Platten (80, 82, 84) und zweiten Platten (86, 88) zusammen zu drücken, wodurch ein zweites Drehmoment bereit gestellt wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bremsenzusammenbau (34) kommunizierend mit einer Quelle von unter Druck stehendem Fluid (40) durch den Einsatz eines ausgewählt betätigbaren Ventilzusammenbaus gekoppelt ist und wobei der Regler wirksam ist, um ausgewählt den Ventilzusammenbau (34) zu betätigen, wodurch das Reaktionsdrehmoment geregelt wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Ventilzusammenbau ein veränderliches Solenoidventil (46) umfasst.
  5. Vorrichtung nach jedem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Generator (14j mit dem Motor unter Einsatz eines Planetengetriebesatzes (20) gekoppelt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, des Weiteren umfassend einen Motor (16), welcher mit dem Generator (14) und der Kraftmaschine (12) zusammen arbeitet, um das Antriebssystem mit Leistung zu versorgen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Motor (16), die Kraftmaschine (12) und der Generator (14) in einer Konfiguration vom Typ Leistungsteilung angeordnet sind.
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