AT15489U1 - Drehmomentübertragungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentübertragungsvorrichtung - Google Patents

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AT15489U1
AT15489U1 ATGM50125/2016U AT501252016U AT15489U1 AT 15489 U1 AT15489 U1 AT 15489U1 AT 501252016 U AT501252016 U AT 501252016U AT 15489 U1 AT15489 U1 AT 15489U1
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AT
Austria
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separating clutch
gear
input shaft
torque transmission
transmission device
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ATGM50125/2016U
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Lichtenegger Stefan
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Avl List Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Drehmomentübertragungsvorrichtung (100), wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) eine erste Eingangswelle (EW1) zur Drehverbindung mit einem ersten Antriebsmotor (ICE), eine zweite Eingangswelle (EW2) zur Drehverbindung mit einem zweiten Antriebsmotor (EM) und wenigstens eine Ausgangswelle (AW) zur Drehverbindung mit wenigstens einer antreibbaren Achse, ein erstes Planetengetriebe (PGS1), ein zweites Planetengetriebe (PGS2) und ein drittes Planentengetriebe (PGS3) aufweist, wobei die zweite Eingangswelle (EW2) mit wenigstens einem dritten Planetenrad (P3) des dritten Planetengetriebes (PGS3) drehfest verbunden ist, wobei ein erstes Hohlrad (H1) des ersten Planetengetriebes (PGS1) drehfest mit der Ausgangswelle (AW) verbunden ist, und wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) in der Weise ausgebildet ist, dass jeweils zwei getrennte Leistungspfade von der ersten Eingangswelle (EW1) und der zweiten Eingangswelle (EW2) zur Ausgangswelle (AW) existieren.

Description

Beschreibung
DREHMOMENTÜBERTRAGUNGSVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER DREHMOMENTÜBERTRAGUNGSVORRICHTUNG
[0001] Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, sowie wie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Drehmomentübertragungsvorrichtung, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine erste Eingangswelle zur Drehverbindung mit einem ersten Antriebsmotor, eine zweite Eingangswelle zur Drehverbindung mit einem zweiten Antriebsmotor, wenigstens eine Ausgangswelle zur Drehverbindung mit wenigstens einer antreibbaren Achse sowie drei Planetengetriebe aufweist.
[0002] Gattungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, wobei üblicherweise neben den vorgenannten Komponenten zusätzlich ein oder mehrere Schaltelemente in Form von Trennkupplungen und/oder Bremseinrichtungen vorhanden sind. Je nach Anordnung der einzelnen Komponenten der Drehmomentübertragungsvorrichtung sowie deren Wirkverbindungen untereinander können verschiedene Übersetzungen mit verschiedenen Spreizungen realisiert werden. Aus dem Stand der Technik sind dabei unterschiedlichste Konzepte und Ausgestaltungen derartiger Drehmomentübertragungsvorrichtungen bekannt.
[0003] Aus der DE 10 2012 201 365 A1 ist beispielsweise eine Drehmomentübertragungsvorrichtung bzw. ein Getriebe bekannt, das zumindest eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle sowie zwei Planetengetriebe aufweist, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass zwei Leistungspfade von der Eingangswelle zum zweiten Planetengetriebe existieren.
[0004] Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Drehmomentübertragungsvorrichtung bereitzustellen, insbesondere eine verbesserte Drehmomentübertragungsvorrichtung. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Drehmomentübertragungsvorrichtung bereitzustellen.
[0005] Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
[0006] Eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere eine erfin-dungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, weist eine erste Eingangswelle zur Drehverbindung mit einem ersten Antriebsmotor, insbesondere mit einem ersten Verbrennungsmotor und/oder mit einer ersten elektrischen Maschine, eine zweite Eingangswelle zur Drehverbindung mit einem zweiten Antriebsmotor, insbesondere mit einem zweiten Verbrennungsmotor und/oder einer zweiten elektrischen Maschine, wenigstens eine Ausgangswelle zur Drehverbindung mit wenigstens einer antreibbaren Achse sowie ein erstes Planetengetriebe, ein zweites Planetengetriebe und ein drittes Planetengetriebe auf.
[0007] Das erste Planetengetriebe weist dabei als erste Getriebeelemente ein erstes Hohlrad, wenigstens ein, an einem ersten Planetenträger drehbeweglich abgestütztes erstes Planetenrad sowie ein erstes Sonnenrad auf, wobei wenigstens ein erstes Planetenrad mit dem ersten Sonnenrad und dem ersten Hohlrad kämmt.
[0008] Das zweite Planetengetriebe weist als zweite Getriebeelemente ein zweites Hohlrad, wenigstens ein, an einem zweiten Planetenträger drehbeweglich abgestütztes zweites Planetenrad sowie ein zweites Sonnenrad aufweist, wobei wenigstens ein zweites Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad und dem zweiten Hohlrad kämmt.
[0009] Das dritte Planetengetriebe weist als dritte Getriebeelemente wenigstens ein, an einem dritten Planetenträger drehbeweglich abgestütztes drittes Planetenrad sowie ein drittes Sonnen- rad auf, wobei wenigstens ein drittes Planetenrad mit dem dritten Sonnenrad kämmt.
[0010] Bevorzugt weist das dritte Planetengetriebe dabei als dritte Getriebeelemente lediglich ein außenverzahntes drittes Sonnenrad sowie ein einziges, an einem dritten Planetenträger drehbeweglich abgestütztes, außenverzahntes Planetenrad auf, welches mit dem dritten Sonnenrad kämmt. Dabei ist der dritte Planetenträger des dritten Planetengetriebes besonders bevorzugt derart ausgestaltet und angeordnet, dass das dritte Planetenrad in seiner Umlaufbahn festgelegt ist. Das heißt, das dritte Planetenrad läuft bevorzugt nicht um das dritte Sonnenrad wie ein Satellit herum, sondern kämmt lediglich mit diesem. Mithilfe eines derartigen dritten Planetengetriebes, das ähnlich eines herkömmlichen Stirnradgetriebes aufgebaut ist, kann eine besonders einfache Drehmomentübertragungsvorrichtung bereitgestellt werden, welche trotz des einfachen Aufbaus keine nennenswerten Nachteile hinsichtlich ihrer Funktionalität und Flexibilität aufweist.
[0011] Die zweite Eingangswelle einer erfindungsgemäßen Drehmomentvorrichtung ist ferner mit wenigstens einem dritten Planetenrad drehfest verbunden und das erste Hohlrad ist drehtest mit der Ausgangswelle verbunden. Des Weiteren ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgebildet, dass jeweils zwei getrennte Leistungspfade von der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle zur Ausgangswelle existieren.
[0012] Im Sinne der Erfindung ist eine Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments, wobei eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung vorzugsweise als Getriebe ausgebildet ist.
[0013] Unter einer Eingangswelle ist im Sinne der Erfindung eine drehbeweglich gelagerte Komponente zu verstehen, welche zur Aufnahme eines Drehmoments von einem Antriebsmotor und zur Übertragung des Drehmoments an eine weitere Komponente der Drehmomentübertragungsvorrichtung ausgebildet ist. Insbesondere handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Eingangswelle um die Eingangswelle eines Getriebes. Vorzugsweise ist die Eingangswelle durch ein Getriebegehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung drehbar abgestützt bzw. im Getriebegehäuse gelagert.
[0014] Unter einem Planetengetriebe im Sinne der Erfindung ist ein Getriebe zu verstehen, welches der Wandlung eines Eingangsdrehmoments in ein Ausgangsdrehmoment dient und dazu ein oder mehrere Getriebeelemente aufweist, wobei ein Planetengetriebe im Sinne der Erfindung vorzugsweise wenigstens zwei Getriebeelemente aufweist, insbesondere wenigstens ein an einem Planetenträger drehbeweglich abgestütztes Planetenrad sowie ein Sonnenrad und/oder ein Hohlrad, wobei das wenigstens eine Planetenrad jeweils mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad kämmt. Grundsätzlich kann jeweils jedes Getriebeelement mit dem Eingangsdrehmoment beaufschlagt werden und das Ausgangsdrehmoments kann an jedem der weiteren Getriebeelemente abgegriffen werden, welches nicht mit dem Eingangsdrehmoment beaufschlagt ist.
[0015] Unter einer Ausgangswelle im Sinne der Erfindung ist eine drehbeweglich gelagerte Komponente zu verstehen, welche zur Abgabe eines Drehmoments ausgebildet ist.
[0016] Eine elektrische Maschine im Sinne der Erfindung ist eine Maschine, die wenigstens als Elektromotor betreibbar ist und vorzugsweise zusätzlich auch als Generator.
[0017] Im Sinne der Erfindung wird unter drehverbunden bzw. drehfest verbunden eine drehfeste Verbindung zweier Elemente bzw. Komponenten verstanden. Unter einer drehverbindbaren Verbindung wird im Sinne der Erfindung hingegen eine Verbindung zweier Komponenten verstanden, die sowohl drehfest sein kann als auch lösbar, beispielsweise eine Verbindung mittels einer Trennkupplung, wobei bei geschlossener Trennkupplung eine drehfeste Verbindung vorliegt und bei geöffneter Trennkupplung eine gelöste Drehverbindung, das heißt bei geöffneter Trennkupplung sind die mittels der Trennkupplung verbundenen Komponenten drehbeweglich gegeneinander.
[0018] Als Leistungspfad wird im Sinne der Erfindung ein Übertragungsweg verstanden, über welchen eine Leistung, insbesondere eine Antriebsleistung, von einer der Eingangswellen zur Ausgangswelle übertragen werden kann.
[0019] Die spezifische Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung mit zwei Leistungspfaden von der ersten Eingangswelle zur Ausgangswelle und mit zwei Leistungspfaden von der zweiten Eingangswelle zur Ausgangswelle ermöglicht es, mit möglichst wenigen Komponenten möglichst viele Übersetzungen einzustellen, insbesondere mit einem möglichst geringen Überschneidungsbereich der einzelnen Übersetzungen.
[0020] In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass sie in drei unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist, wobei bevorzugt in einer ersten Betriebsart ein Leistungsfluss ausschließlich von der ersten Eingangswelle an die Ausgangswelle übertragen wird und vorzugsweise wenigstens zwei diskrete Übersetzungen schaltbar, insbesondere sechs diskrete Übersetzungen.
[0021] In einer zweiten Betriebsart wird der Leistungsfluss bevorzugt ausschließlich von der zweiten Eingangswelle an die Ausgangswelle übertragen und es ist vorzugsweise wenigstens eine diskrete Übersetzung schaltbar, insbesondere drei diskrete Übersetzungen.
[0022] In einer dritten Betriebsart wird der Leistungsfluss bevorzugt von der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle an die Ausgangswelle übertragen und vorzugsweise kann eine Übersetzung der Drehmomentübertragungsvorrichtung durch Variation von Drehmomenten und/oder Drehzahlen an der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle innerhalb wenigstens eines definierten Übersetzungsbereichs stufenlos eingestellt werden, insbesondere innerhalb von zwei definierten Übersetzungsbereichen.
[0023] Zum Schalten der diskreten Übersetzungen bzw. eines definierten Übersetzungsbereiches weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung vorzugsweise ein oder mehrere Schaltelemente in Form von Bremseinrichtungen und/oder Trennkupplungen auf, wobei sich in Abhängigkeit der aktuellen Schaltzustände aller Schaltelemente, das heißt je nach Kombination der Schaltzustände der einzelnen Schaltelemente, eine der diskreten Übersetzungen und/oder einer der definierten Übersetzungsbereiche einstellt.
[0024] Unter einer Bremseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche zum lösbaren Festlegen wenigstens eines der grundsätzlich drehbeweglich gelagerten Komponenten der Drehmomentübertragungsvorrichtung dient, wobei die festgelegte Komponente bei geschlossener bzw. aktivierter bzw. insbesondere blockierter Bremseinrichtung während der Drehmomentwandlung nicht rotieren kann. Bei geöffneter Bremseinrichtung kann die betreffende Komponente hingegen rotieren bzw. ist drehbeweglich.
[0025] Unter einer Trennkupplung im Sinne der Erfindung ist eine bevorzugt mechanische Einrichtung zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung zwischen mittels der Trennkupplung miteinander verbundenen Komponenten. Eine Trennkupplung weist dazu vorzugsweise wenigstens zwei Kupplungsteile auf, wobei die beiden Kupplungsteile in einem Schließzustand der Trennkupplung miteinander mechanisch, insbesondere reibschlüssig oder formschlüssig, drehverbunden sind und in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander rotieren können, das heißt drehbeweglich gegeneinander sind. Vorzugsweise sind die beiden Kupplungsteile jeweils mit einer Welle, insbesondere stoffschlüssig, drehverbunden.
[0026] Bei einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist der erste Antriebsmotor bevorzugt ein Verbrennungsmotor und der zweite Antriebsmotor eine als Motor betreibbare elektrische Maschine, wobei vorzugsweise in der ersten Betriebsart eine Antriebsleistung vollständig durch den ersten Verbrennungsmotor erzeugt wird und in der zweiten Betriebsart die Antriebsleistung vollständig durch die zweite elektrische Maschine. Das heißt, bevorzugt wird in der ersten Betriebsart die gesamte Antriebsleistung mittels des ersten Antriebsmotors erzeugt, insbesondere mittels eines Verbrennungsmotors, und in der zweiten Betriebsart rein elektrisch.
[0027] Wie vorstehend ausgeführt ist, ist eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung bevorzugt derart ausgestaltet, dass in der ersten Betriebsart sechs diskrete Übersetzungen schaltbar sind, wobei davon vorzugsweise fünf diskrete Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und eine diskrete Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, insbesondere, wenn die gesamte Antriebsleistung durch den ersten Antriebsmotor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, erzeugt wird.
[0028] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass in der zweiten Betriebsart, vorzugsweise wenn die gesamte Antriebsleistung durch den zweiten Antriebsmotor erzeugt wird, insbesondere wenn der zweite Antriebsmotor eine elektrische Maschine ist, drei diskrete Übersetzungen schaltbar sind.
[0029] Eine auf vorbeschriebene Weise ausgebildete Drehmomentübertragungsvorrichtung ermöglicht zum einen einen reinen Verbrennungsantrieb, einen rein elektrischen Antrieb sowie einen sogenannten E-CVT-Betrieb, in welchem die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors mit der Antriebsleistung der elektrischen Maschine überlagert werden kann, insbesondere derart, dass eine Übersetzung der Drehmomentübertragungsvorrichtung stufenlos einstellbar ist.
[0030] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist der erste Planetenträger mit dem zweiten Hohlrad drehverbunden. Dadurch führt eine Drehbewegung des ersten Planetenträgers zwangsläufig zu einer Drehbewegung des zweiten Hohlrads und umgekehrt.
[0031] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung der zweite Planetenträger drehfest mit dem dritten Sonnenrad verbunden, so dass eine Drehbewegung des zweiten Planetenträgers zwangsläufig eine Drehbewegung des dritten Sonnenrades bewirkt und umgekehrt.
[0032] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Bremseinrichtung auf, wobei die Bremseinrichtung zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrades ausgestaltet ist.
[0033] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine erste Trennkupplung auf, wobei die erste Trennkupplung zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung der ersten Eingangswelle mit dem ersten Sonnenrad ausgestaltet ist.
[0034] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine zweite Trennkupplung auf, wobei die zweite Trennkupplung zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung des zweiten Planetenträgers mit dem zweiten Sonnenrad ausgestaltet ist.
[0035] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine dritte Trennkupplung auf, wobei die dritte Trennkupplung zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung des ersten Sonnenrades mit dem zweiten Planetenträger ausgestaltet ist.
[0036] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine vierte Trennkupplung auf, wobei die vierte Trennkupplung zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung des dritten Planetenrades des dritten Planetengetriebes mit der Ausgangswelle ausgestaltet ist.
[0037] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist das erste Hohlrad des ersten Planetengetriebes über ein weiteres Getriebe, insbesondere über ein Stirnradgetriebe, drehfest mit der Ausgangswelle verbunden.
[0038] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgebildet, dass ein Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle entlang eines ersten Leistungspfades über wenigstens eines der ersten Getriebeelemente, vorzugsweise über das erste Sonnenrad, den ersten Planetenträger und das erste Hohlrad, an die Ausgangswelle übertragen werden kann, insbesondere über die erste Trennkupplung und wenigstens eines der ersten Getriebeelemente.
[0039] Weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung zusätzlich ein Stirnradgetriebe auf, wobei vorzugsweise das erste Hohlrad des ersten Planetengetriebes über das Stirnradgetriebe mit der Ausgangswelle drehtest verbunden ist, kann der Leistungsfluss entlang des ersten Leistungspfades bevorzugt unter anderem über das erste Hohlrad und das Stirnradgetriebe an die Ausgangswelle übertragen werden.
[0040] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgebildet, dass der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle entlang eines zweiten Leistungspfades über wenigstens eines der dritten Getriebeelemente, vorzugsweise über das dritte Sonnenrad und den dritten Planetenträger, an die Ausgangwelle übertragen werden kann, insbesondere über die erste Trennkupplung, über eines der dritten Getriebeelemente und über die vierte Trennkupplung.
[0041] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung kann der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle entlang des zweiten Leistungspfades über wenigstens eines der ersten Getriebeelemente, vorzugsweise über das erste Sonnenrad und den ersten Planetenträger, über wenigstens eines der zweiten Getriebeelemente, vorzugsweise über das zweite Hohlrad und den zweiten Planetenträger, und über wenigstens eines der dritten Getriebeelemente, vorzugsweise über das dritte Sonnenrad und den dritten Planetenträger, an die Ausgangswelle übertragen werden, insbesondere über die erste Trennkupplung, über wenigstens eines der ersten Getriebeelemente, über wenigstens eines der zweiten Getriebeelemente, über wenigstens eines der dritten Getriebeelemente und über die vierte Trennkupplung.
[0042] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgebildet, dass der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle über den ersten Leistungspfad oder über den zweiten Leistungspfad oder über den ersten Leistungspfad und den zweiten Leistungspfad an die Ausgangswelle übertragen werden kann, wobei vorzugsweise die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass bei geöffneter vierter Trennkupplung, das heißt bei einer gelösten Drehverbindung zwischen dem dritten Planetenträger und der Ausgangswelle, ein Leistungsfluss über den ersten Leistungspfad von der ersten Eingangswelle an die Ausgangswelle übertragen wird.
[0043] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgebildet, dass ein Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle entlang eines dritten Leistungspfades über wenigstens eines der dritten Getriebeelemente, vorzugsweise über den dritten Planetenträger, an die Ausgangswelle übertragen werden kann, insbesondere über wenigstens eines der dritten Getriebeelemente und über die vierte Trennkupplung.
[0044] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgebildet, dass ein Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle entlang eines vierten Leistungspfades über wenigstens eines der ersten Getriebeelemente, vorzugsweise über den ersten Planetenträger und das erste Hohlrad an die Ausgangswelle übertragen werden kann.
[0045] Weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung zusätzlich ein Stirnradgetriebe auf, wobei vorzugsweise das erste Hohlrad des ersten Planetengetriebes über das Stirnradgetriebe mit der Ausgangswelle drehfest verbunden ist, kann der Leistungsfluss entlang des dritten Leistungspfades bevorzugt unter anderem über das erste Hohlrad und das Stirnradgetriebe an die Ausgangswelle übertragen werden.
[0046] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgebildet, dass der Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle entlang des vierten Leistungspfades über wenigstens eines der dritten Getriebeelemente, vorzugsweise über den dritten Planetenträger und das dritte Sonnenrad, über wenigstens eines der zweiten Getriebeelemente, vorzugsweise über den zweiten Planetenträger und das zweite Hohlrad, und über wenigstens eines der ersten Getriebeelemente, vorzugsweise über den ersten Planetenträger und das erste Hohlrad, an die Ausgangswelle übertragen werden kann.
[0047] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung derart ausgebildet, dass der Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle über den dritten Leistungspfad oder über den vierten Leistungspfad auf die Ausgangswelle übertragen werden kann, insbesondere entweder über den dritten Leistungspfad oder über den vierten Leistungspfad.
[0048] Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer vorbeschriebenen, erfin-dungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere zum Betrieb einer Drehmomentübertragungsvorrichtung, welche in wenigstens drei unterschiedlichen Betriebsarten betrieben werden kann, wird erfindungsgemäß zum Betreiben in der ersten Betriebsart die erste Trennkupplung geschlossen oder bleibt geschlossen, wobei in der ersten Betriebsart vorzugsweise ein Leistungsfluss ausschließlich von der Eingangswelle an die Ausgangswelle übertragen wird.
[0049] Vorzugsweise werden für eine erste diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart außerdem die zweite Trennkupplung und die dritte Trennkupplung geöffnet oder bleiben geöffnet und die vierte Trennkupplung und die Bremseinrichtung werden geschlossen oder bleiben geschlossen.
[0050] Für eine zweite diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart werden vorzugsweise außerdem, das heißt ergänzend zum Schließen der ersten Trennkupplung, die dritte Trennkupplung und die Bremseinrichtung geöffnet oder bleiben geöffnet und die zweite Trennkupplung und die vierte Trennkupplung werden geschlossen oder bleiben geschlossen.
[0051] Für eine dritte diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart werden vorzugsweise außerdem die zweite Trennkupplung und die Bremseinrichtung geöffnet oder bleiben geöffnet und die dritte Trennkupplung und die vierte Trennkupplung werden geschlossen oder bleiben geschlossen.
[0052] Für eine vierte diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart werden vorzugsweise außerdem die vierte Trennkupplung und die Bremseinrichtung geöffnet oder bleiben geöffnet und die zweite Trennkupplung und dritte Trennkupplung werden geschlossen oder bleiben geschlossen.
[0053] Für eine fünfte diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart werden vorzugsweise außerdem die zweite Trennkupplung und die vierte Trennkupplung geöffnet oder bleiben geöffnet und die dritte Trennkupplung und die Bremseinrichtung werden geschlossen oder bleiben geschlossen.
[0054] In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden für einen Rückwärtsgang in der ersten Betriebsart, das heißt für eine diskrete Übersetzung zum Rückwärtsfahren in der ersten Betriebsart, vorzugsweise außerdem die dritte Trennkupplung und die vierte Trennkupplung geöffnet oder bleiben geöffnet und die zweite Trennkupplung und die Bremseinrichtung werden geschlossen oder bleiben geschlossen.
[0055] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere zum Betreiben in der zweiten Betriebsart, wobei vorzugsweise in der zweiten Betriebsart der Leistungsfluss ausschließlich von der zweiten Eingangswelle an die Ausgangswelle übertragen wird, wird die erste Trennkupplung geöffnet oder bleibt geöffnet.
[0056] Vorzugsweise werden für eine erste diskrete Übersetzung in der zweiten Betriebsart außerdem, das heißt zusätzlich zum Öffnen der ersten Trennkupplung, die zweite Trennkupplung und die dritte Trennkupplung geöffnet oder bleiben geöffnet und die vierte Trennkupplung und die Bremseinrichtung werden geschlossen oder bleiben geschlossen.
[0057] Für eine zweite diskrete Übersetzung in der zweiten Betriebsart werden vorzugsweise außerdem die vierte Trennkupplung und die Bremseinrichtung geöffnet oder bleiben geöffnet und die zweite Trennkupplung und die dritte Trennkupplung werden geschlossen oder bleiben geschlossen.
[0058] Für eine dritte diskrete Übersetzung in der zweiten Betriebsart werden vorzugsweise außerdem die zweite Trennkupplung und die vierte Trennkupplung geöffnet oder bleiben geöffnet und die dritte Trennkupplung und die Bremseinrichtung werden geschlossen oder bleiben geschlossen.
[0059] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere zum Betreiben in der dritten Betriebsart, wobei in der dritten Betriebsart vorzugsweise der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle an die Ausgangswelle übertragen wird, wird die erste Trennkupplung geschlossen oder bleibt geschlossen.
[0060] Vorzugsweise wird eine Übersetzung der Drehmomentübertragungsvorrichtung durch Variation von Drehmomenten und/oder Drehzahlen an der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle innerhalb wenigstens eines definierten Übersetzungsbereichs stufenlos eingestellt.
[0061] Zum Einstellen eines ersten, definierten Übersetzungsbereichs in der dritten Betriebsart werden vorzugsweise außerdem die dritte Trennkupplung, die vierte Trennkupplung und die Bremseinrichtung geöffnet oder bleiben geöffnet und die zweite Trennkupplung wird geschlossen oder bleibt geschlossen.
[0062] Zum Einstellen eines zweiten, definierten Übersetzungsbereichs in der dritten Betriebsart werden vorzugsweise außerdem die zweite Trennkupplung, dritte Trennkupplung und die vierte Trennkupplung geöffnet oder bleiben geöffnet und die Bremseinrichtung wird geschlossen oder bleibt geschlossen.
[0063] Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht sein können und eine vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführung darstellen können, für die ebenfalls Schutz beansprucht wird, sofern sie technisch sinnvoll ist.
[0064] Manche der nachfolgend genannten Merkmale bzw. Eigenschaften betreffen sowohl eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung als auch ein erfindungsgemäßes Verfahren. Einige dieser Merkmale und Eigenschaften werden nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander im Rahmen technisch möglicher Ausgestaltungen sowohl für eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung als auch ein erfindungsgemäßes Verfahren.
[0065] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei die Erfindung dazu in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Dabei zeigt [0066] Fig.1 einen Getriebeplan eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Drehmomentübertragungsvorrichtung, [0067] Fig.2 eine zugehörige Schalttabelle zu der in Fig. 1 dargestellten, erfindungsgemä ßen Drehmomentübertragungsvorrichtung und [0068] Fig. 3 eine zugehörige Schaltmatrix zu der in Fig. 1 dargestellten, erfindungsgemäßen
Drehmomentübertragungsvorrichtung.
[0069] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertra- gungsvorrichtung 100, welche zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem zweispurigen Kraftfahrzeug, mit einem ersten Antriebsmotor ICE in Form einer Verbrennungskraftmaschine und einem zweiten Antriebsmotor EM in Form einer elektrischen Maschine, die sowohl als Elektromotor als auch als Generator betreibbar ist, ausgebildet ist. Zum besseren Verständnis ist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 dabei in Fig. 1 jeweils mit dem ersten Antriebsmotor ICE und dem zweiten Antriebsmotor EM drehverbunden dargestellt.
[0070] Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 weist eine erste Eingangswelle EW1 auf, welche drehfest mit dem ersten Antriebsmotor ICE verbunden ist und eine zweite Eingangswelle EW2, welche drehfest mit dem zweiten Antriebsmotor EM verbunden ist. Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 weist ferner drei Planetengetriebe PGS1, PGS2 und PGS3 auf sowie ein Stirnradgetriebe SG und fünf Schaltelemente in Form einer ersten Trennkupplung C1, einer zweiten Trennkupplung C2, einer dritten Trennkupplung C3, einer vierten Trennkupplung C4 und einer Bremseinrichtung B. Die Trennkupplungen C1, C2, C3 und C4 sind dabei jeweils zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung zwischen zwei Komponenten der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 ausgebildet und die Bremseinrichtung B zum lösbaren Festlegen der mit dieser drehverbindbaren oder drehfest verbundenen Komponenten. Ferner weist die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 eine Abtriebswelle AW auf, welche mit einer drehbaren Achse eines Fahrzeugs drehfest verbunden werden kann.
[0071] Das erste Planetengetriebe PGS1 weist als erste Getriebeelemente ein außenverzahntes Sonnenrad S1, mehrere, insbesondere drei, an einem ersten Planetenträger PT1 drehbeweglich abgestützte, ebenfalls außenverzahnte Planetenräder P1 sowie ein erstes, innenverzahntes Hohlrad H1 auf, wobei die ersten Planetenräder P1 des ersten Planetengetriebes PGS1 dabei jeweils mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad H1 des ersten Planetengetriebes PGS1 kämmen.
[0072] Das zweite Planetengetriebe PGS2 weist als zweite Getriebeelemente ein ebenfalls außenverzahntes zweites Sonnenrad S2, ebenfalls drei außenverzahnte, drehbeweglich an einem zweiten Planetenträger PT2 abgestützte Planetenräder P2 sowie ein ebenfalls innenverzahntes zweites Hohlrad H2 auf, wobei die Planetenräder P2 des zweiten Planetengetriebes PGS2 dabei jeweils mit dem zweiten Sonnenrad S2 und dem zweiten Hohlrad H2 des zweiten Planetengetriebes PGS2 kämmen.
[0073] Das dritte Planetengetriebe PGS3 weist als dritte Getriebeelemente lediglich ein ebenfalls außenverzahntes drittes Sonnenrad S3 sowie ein einziges, an einem dritten Planetenträger PT3 drehbeweglich abgestütztes, außenverzahntes Planetenrad P3 auf, welches mit dem dritten Sonnenrad S3 kämmt. Das dritte Planetengetriebe PGS3 weist somit kein Hohlrad auf. Ferner ist der dritte Planetenträger PT3 des dritten Planetengetriebes PGS3 bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 derart angeordnet, dass das Planetenrad P3 in seiner Umlaufbahn festgelegt ist, das heißt, nicht um das dritte Sonnenrad S3 wie ein Satellit herumläuft, sondern lediglich mit diesem kämmt.
[0074] Bei dieser erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 ist das erste Hohlrad H1 drehfest über das Stirnradgetriebe SG, insbesondere über ein zweites Zahnrad Z2 und ein erstes Zahnrad Z1, die miteinander kämmen, drehfest mit der Ausgangswelle AW verbunden.
[0075] Ferner sind der erste Planetenträger PT1 und das zweite Hohlrad H2 drehfest miteinander verbunden. Mittels der ersten Trennkupplung C1 kann die erste Eingangswelle EW1 drehtest mit dem ersten Sonnenrad S1 des ersten Planetengetriebes PGS1 verbunden werden. Mittels der zweiten Trennkupplung C2 kann das zweite Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebes PGS2 drehfest mit dem dritten Sonnenrad S3 des dritten Planetengetriebes PGS3 verbunden werden. Die dritte Trennkupplung C3 ist zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem zweiten Planetenträger PT2, welcher ebenfalls drehfest mit dem dritten Sonnenrad S3 verbunden ist, ausgestaltet. Mittels der vierten
Trennkupplung C4 kann das Planetenrad P3 des dritten Planetengetriebes PGS3 mit der Ausgangswelle AW drehtest verbunden werden. Die Bremseinrichtung B ist zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrades S2 ausgebildet.
[0076] Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 ist somit aus einfachen Standard-Getriebeelementen in Form von drei einfachen Planetengetrieben PGS1, PGS2 und PGS 3 sowie einem Stirnradgetriebe SG, mehreren Wellen und insbesondere nur fünf Schaltelementen C1, C2, C3, C4 und B zusammengesetzt, ermöglicht jedoch, insbesondere durch die erfindungsgemäße Anordnung der einzelnen Komponenten zueinander und deren Wirkverbindungen untereinander, einen Betrieb in drei verschiedenen Betriebsarten.
[0077] Erfindungsgemäß kann ein Leistungsfluss dabei sowohl von der ersten Eingangswelle EW1 über zwei getrennte Leistungspfade an die Ausgangswelle AW übertragen werden als auch von der zweiten Eingangswelle EW2.
[0078] Bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 kann dabei ein Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle EW1 entlang eines ersten Leistungspfades über die erste Trennkupplung C1, das erste Sonnenrad S1, den ersten Planetenträger PT1 und das erste Hohlrad H1 an die Ausgangswelle AW übertragen werden.
[0079] Die Übertragung eines Leistungsflusses von der ersten Eingangswelle EW1 entlang eines zweiten Leistungspfades an die Ausgangswelle AW erfolgt über die erste Trennkupplung C1, das erste Sonnenrad S1 und den ersten Planetenträger PT1, über das zweite Hohlrad H2 und den zweiten Planetenträger PT2, über das dritte Sonnenrad S3 und den dritten Planetenträger PT sowie über die vierte Trennkupplung C4.
[0080] Der Leistungsfluss kann von der ersten Eingangswelle EW1 dabei entweder über den ersten Leistungspfad oder über den zweiten Leistungspfad oder über den ersten Leistungspfad und den zweiten Leistungspfad an die Ausgangswelle AW übertragen werden.
[0081] Entlang eines dritten Leistungspfades kann ein Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle EW2 über den dritten Planetenträger PT3 und die vierte Trennkupplung an die Ausgangswelle AW übertragen werden.
[0082] Ferner kann ein Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle EW2 entlang eines vierten Leistungspfades über den dritten Planetenträger PT3 und das dritte Sonnenrad S3, über den zweiten Planetenträger PT2 und das zweite Hohlrad H2 und über den ersten Planetenträger PT 1 und das erste Hohlrad H1 an die Ausgangswelle AW übertragen werden.
[0083] Der Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle EW2 kann dabei entweder über den dritten Leistungspfad oder über den vierten Leistungspfad an die Ausgangswelle AW übertragen werden.
[0084] Über welchen Leistungspfad ein Leistungsfluss von einer der Eingangswellen EW1 oder EW2 und von welcher der Eingangswellen EW1 oder EW2 der Leistungsfluss dabei an die Ausgangswelle AW übertragen wird, hängt dabei von der Kombination der einzelnen Schaltzustände der einzelnen Schaltelemente C1, C2, C3, C4 und B ab.
[0085] Bei der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 kann in einer ersten Betriebsart ein Leistungsfluss ausschließlich von der ersten Eingangswelle EW1 zur Ausgangswelle AW übertragen werden, während in einer zweiten Betriebsart ein Leistungsfluss ausschließlich von der zweiten Eingangswelle EW2 an die Ausgangswelle AW übertragen werden kann. In einer dritten Betriebsart kann ein Leistungsfluss sowohl von der ersten Eingangswelle EW1 als auch von der zweiten Eingangswelle EW2 an die Ausgangswelle AW übertragen werden.
[0086] Insbesondere können dabei in der ersten Betriebsart sechs verschiedene, diskrete Übersetzungen, das heißt, sechs verschiedene Gänge, eingestellt werden, insbesondere fünf Gänge bzw. Übersetzungen für Vorwärtsfahrt 1.-5. Gang ICE und eine Übersetzung für Rückwärtsfahrt R-Gang ICE, siehe Fig. 2. In der zweiten Betriebsart können drei diskrete Übersetzungen 1 .-3. Gang EM eingestellt werden und in der dritten Betriebsart kann die Übersetzung innerhalb von zwei definierten Übersetzungsbereichen E-CVT-1 und E-CVT-2 stufenlos eingestellt werden.
[0087] Ist dabei der erste Antriebsmotor ICE, wie bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfin-dungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung ein Verbrennungsmotor ICE, und ist der zweite Antriebsmotor EM eine elektrische Maschine EM, welche sowohl motorisch als auch generatorisch betrieben werden kann, kann in der ersten Betriebsart die gesamte Antriebsleistung mittels des Verbrennungsmotors ICE erzeugt werden, in der zweiten Betriebsart ein rein elektrischer Antrieb ermöglicht werden und in der dritten Betriebsart ein sogenannter E-CVT-Betrieb realisiert werden.
[0088] Im E-CVT-Betrieb können sowohl der Verbrennungsmotor ICE als auch die elektrische Maschine EM jeweils ein Drehmoment abgeben und zu einer resultierenden Abtriebsleistung überlagert werden. Durch die Variation von Drehzahl und/oder Drehmoment der Antriebsmotoren ICE und EM, insbesondere durch die Variation von Drehzahl und/oder Drehmoment der elektrischen Maschine EM, welche in der Regel stufenlos möglich ist, bzw. durch die Änderung einer Drehrichtung der elektrischen Maschine EM, kann die Übersetzung der Drehmomentübertragungsvorrichtung innerhalb eines definierten Übersetzungsbereiches eingestellt werden, insbesondere stufenlos.
[0089] Diese Betriebsart ermöglicht insbesondere den Betrieb des Verbrennungsmotors ICE innerhalb eines vorteilhaften Drehzahlbereichs, insbesondere bei einem optimalen Wirkungsgrad, wodurch ein besonders effizienter Betrieb möglich ist eines Antriebsstrangs mit einem Verbrennungsmotor ICE als erstem Antriebsmotor, einer elektrischen Maschine EM als zweitem Antriebsmotor und einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung.
[0090] Fig. 2 zeigt, welche Schaltzustände die einzelnen Schaltelemente, insbesondere die vier Trennkupplungen C1, C2, C3 und C4 sowie die Bremseinrichtung B, einnehmen müssen, um die jeweiligen vorbeschriebenen diskreten Übersetzungen bzw. Übersetzungsbereiche einzustellen. Die Übersetzungen der ersten Betriebsart sind dabei mit ICE gekennzeichnet, die Übersetzungen der zweiten Betriebsart mit EM und die Übersetzungen der dritten Betriebsart bzw. die Übersetzungsbereiche der dritten Betriebsart mit E-CVT. Ein X bedeutet dabei jeweils, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, das heißt eine Drehverbindung hergestellt ist bzw. dass die Bremseinrichtung B festgelegt ist, so dass die Bremseinrichtung B bremsend bzw. blockierend wirkt.
[0091] Zum Einstellen einer ersten diskreten Übersetzung in der ersten Betriebsart, insbesondere zum Einlegen eines 1. Gangs in der ersten Betriebsart, müssen die erste Trennkupplung C1, die vierte Trennkupplung C4 sowie die Bremseinrichtung geschlossen werden bzw. geschlossen sein und die zweite Trennkupplung C2 und die dritte Trennkupplung C3 geöffnet werden bzw. geöffnet sein.
[0092] Für eine zweite, diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart müssen die erste Trennkupplung C1, die zweite Trennkupplung C2 und die vierte Trennkupplung C4 geschlossen sein, während die dritte Trennkupplung C3 und die Bremseinrichtung B geöffnet sein müssen.
[0093] Für eine dritte, diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart müssen die erste Trennkupplung C1, die dritte Trennkupplung C3 und die vierte Trennkupplung C4 geschlossen sein und die zweite Trennkupplung C2 und die Bremseinrichtung B geöffnet sein.
[0094] Für eine vierte, diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart müssen die erste Trennkupplung C1 und die zweite Trennkupplung C2 und die dritte Trennkupplung C3 geschlossen sein und die vierte Trennkupplung C4 und die Bremseinrichtung B geöffnet sein.
[0095] Für eine fünfte, diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart müssen die erste Trennkupplung C1, die dritte Trennkupplung C3 und die Bremseinrichtung B geschlossen sein und die zweite Trennkupplung C2 und die vierte Trennkupplung C4 geöffnet sein.
[0096] Für den Rückwärtsgang in der ersten Betriebsart müssen die erste Trennkupplung C1, die zweite Trennkupplung C2 und die Bremseinrichtung B geschlossen sein und die dritte
Trennkupplung C3 und die vierte Trennkupplung C4 geöffnet sein.
[0097] Für den Betrieb in der zweiten Betriebsart muss für alle Übersetzungen die erste Trennkupplung C1 geöffnet sein. Zum Einstellen einer ersten, diskreten Übersetzung in der zweiten Betriebsart müssen außerdem die vierte Trennkupplung C4 und die Bremseinrichtung B geschlossen sein, während die zweite Trennkupplung C2 und die dritte Trennkupplung C3 geöffnet sein müssen.
[0098] Für eine zweite, diskreten Übersetzung in der zweiten Betriebsart müssen außerdem, das heißt zusätzlich zur geöffneten ersten Trennkupplung C1, die zweite Trennkupplung C2 und die dritte Trennkupplung C3 geschlossen sein, während die vierte Trennkupplung C4 und die Bremseinrichtung B geöffnet sein müssen.
[0099] Für eine dritte, diskrete Übersetzung in der zweiten Betriebsart müssen außerdem die dritte Trennkupplung C3 und die Bremseinrichtung B geschlossen sein, während die zweite Trennkupplung C2 und die vierte Trennkupplung C4 geöffnet sein müssen.
[00100] Für das Einstellen eines ersten definierten Übersetzungsbereichs in der dritten Betriebsart (E-CVT-1) muss die erste Trennkupplung C1 geschlossen werden, genau wie zum Einstellen eines zweiten definierten Übersetzungsbereichs in der dritten Betriebsart. Darüber hinaus muss zusätzlich jedoch noch die zweite Trennkupplung C2 geschlossen sein, während die dritte Trennkupplung C3, die vierte Trennkupplung C4 und die Bremseinrichtung B geöffnet sein müssen.
[00101] Zum Einstellen des zweiten, definierten Übersetzungsbereichs muss zusätzlich zur geschlossenen ersten Trennkupplung C1 jedoch noch die Bremseinrichtung B geschlossen sein, während die zweite Trennkupplung C2, die dritte Trennkupplung C3 und die vierte Trennkupplung C4 geöffnet sein müssen.
[00102] Mit einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 können somit insgesamt neun diskrete Übersetzungen geschaltet werden und in zwei definierten Übersetzungsbereichen kann die Übersetzung stufenlos eingestellt werden. Somit ermöglicht eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 einen besonders flexiblen Betrieb, insbesondere einen besonders flexiblen Betrieb eines Fahrzeugs mit einem ersten Antriebsmotor ICE in Form eines Verbrennungsmotors und einem zweiten Antriebsmotors EM in Form einer elektrischen Maschine, und in Folge dessen einen besonders energieeffizienten Betrieb.
[00103] Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 hat ferner den Vorteil, dass aus nahezu jeder Gangstufe in der ersten Betriebsart in die zweite oder dritte Betriebsart gewechselt werden kann oder umgekehrt. Dies ist anhand der in Fig. 3 dargestellten Schaltmatrix symbolisch dargestellt, wobei ein schraffiertes Feld jeweils einen möglichen Wechsel zwischen den zugehörigen Übersetzungen symbolisiert und ein weißes Feld symbolisiert, dass ein Wechsel zwischen den betreffenden Übersetzungen nicht möglich ist. Insbesondere kann aus fünf von sechs Gängen in der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart gewechselt werden sowie in die dritte Betriebsart.
[00104] Wie anhand von Fig. 3 erkennbar ist, kann bei der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung 100 aus jedem der fünf Übersetzungen für Vorwärtsfahrt, das heißt, aus dem 1. Gang ICE, aus dem 2. Gang ICE, aus dem 3. Gang ICE und aus dem 4. Gang ICE und dem 5. Gang ICE, jeweils in wenigstens eine Übersetzung der zweiten Betriebsart geschaltet werden und bis auf den 3. Gang ICE in der ersten Betriebsart kann aus jedem Gang der ersten Betriebsart in die dritte Betriebsart geschaltet werden.
[00105] Eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung ermöglicht aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung und Wirkverbindungen der einzelnen Komponenten untereinander somit mit wenigen, einfach aufgebauten Komponenten, insbesondere mit einfachen Getriebeelementen, und mit nur fünf Schaltelementen, die Bereitstellung einer Drehmomentübertragungsvorrichtung, welche besonders flexibel mit einer Vielzahl von Übersetzungen in drei verschiedenen Betriebsarten betrieben werden kann, wobei insbesondere in einer ersten Betriebsart die gesamte Antriebsleistung mittels einer Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt werden kann, in einer zweiten Betriebsart nur mittels einer elektrischen Maschine und die in einer dritten Betriebsart einen E-CVT-Betrieb ermöglicht, in dem die Übersetzung stufenlos eingestellt werden kann. Dadurch können die jeweiligen Antriebsmotoren äußerst effizient, insbesondere in einem möglichst optimalen Betriebspunkt, betrieben werden.

Claims (20)

  1. Ansprüche
    1. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: - eine erste Eingangswelle (EW1) zur Drehverbindung mit einem ersten Antriebsmotor (ICE), - eine zweite Eingangswelle (EW2) zur Drehverbindung mit einem zweiten Antriebsmotor (EM) - wenigstens eine Ausgangswelle (AW) zur Drehverbindung mit wenigstens einer antreib-baren Achse - ein erstes Planetengetriebe (PGS1), welches als erste Getriebeelemente ein erstes Hohlrad (H1), wenigstens ein, an einem ersten Planetenträger (PT1) drehbeweglich abgestütztes erstes Planetenrad (P1) sowie ein erstes Sonnenrad (S1) aufweist, wobei wenigstens ein erstes Planetenrad (P1) mit dem ersten Sonnenrad (S1) und dem ersten Hohlrad (H1) kämmt, und - ein zweites Planetengetriebe (PGS2), welches als zweite Getriebeelemente ein zweites Hohlrad (H2), wenigstens ein, an einem zweiten Planetenträger (PT2) drehbeweglich abgestütztes zweites Planetenrad (P2) sowie ein zweites Sonnenrad (S2) aufweist, wobei wenigstens ein zweites Planetenrad (P2) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) und dem zweiten Hohlrad (H2) kämmt, gekennzeichnet durch - ein drittes Planetengetriebe (PGS3), welches als dritte Getriebeelemente wenigstens ein, an einem dritten Planetenträger (PT3) drehbeweglich abgestütztes drittes Planetenrad (P3) sowie ein drittes Sonnenrad (S3) aufweist, wobei wenigstens ein drittes Planetenrad (P3) mit dem dritten Sonnenrad (S3) kämmt, wobei die zweite Eingangswelle (EW2) mit wenigstens einem dritten Planetenrad (P3) drehfest verbunden ist, und wobei das erste Hohlrad (H1) drehfest mit der Ausgangswelle (AW) verbunden ist.
  2. 2. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) in drei unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist, o wobei in einer ersten Betriebsart eine erste Trennkupplung (C1) geschlossen ist und ein Leistungsfluss ausschließlich von der ersten Eingangswelle (EW1) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und wenigstens zwei diskrete Übersetzungen schaltbar sind, o wobei in einer zweiten Betriebsart die erste Trennkupplung (C1) geöffnet ist und der Leistungsfluss ausschließlich von der zweiten Eingangswelle (EW2) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und wenigstens eine diskrete Übersetzung schaltbar ist, und o wobei in einer dritten Betriebsart der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle (EW1) und der zweiten Eingangswelle (EW2) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und eine Übersetzung der Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) durch Variation von Drehmomenten und/oder Drehzahlen an der ersten Eingangswelle (EW1) und der zweiten Eingangswelle (EW2) innerhalb wenigstens eines definierten Übersetzungsbereichs stufenlos einstellbar ist.
  3. 3. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenträger (PT1) mit dem zweiten Hohlrad (H2) drehverbunden ist.
  4. 4. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (PT2) drehfest mit dem dritten Sonnenrad (S3) verbunden ist.
  5. 5. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) eine Bremseinrichtung (B) aufweist, ausgestaltet zum lösbaren Festlegen des zweiten Sonnenrades (S2).
  6. 6. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) eine erste Trennkupplung (C1) aufweist, ausgestaltet zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung der ersten Eingangswelle (EW1) mit dem ersten Sonnenrad (S1).
  7. 7. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) eine zweite Trennkupplung (C2) aufweist, ausgestaltet zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung des zweiten Planetenträgers (PT2) mit dem zweiten Sonnenrad (S2), und/oder eine dritte Trennkupplung (C3) aufweist, ausgestaltet zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung des ersten Sonnenrades (S1) mit dem zweiten Planetenträger (PT2), und/oder eine vierte Trennkupplung (C4) aufweist, ausgestaltet zum Herstellen und Lösen einer Drehverbindung des dritten Planetenrades (P3) des dritten Planetengetriebes (PGS3) mit der Ausgangswelle (AW).
  8. 8. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (H1) über ein weiteres Getriebe (SG) mit der Ausgangswelle (AW) drehfest verbunden ist.
  9. 9. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle (EW1) entlang eines ersten Leistungspfades über wenigstens die erste Trennkupplung (C1), das erste Sonnenrad (S1), den ersten Planetenträger (PT1) und das erste Hohlrad (H1) an die Ausgangswelle (AW) übertragbar ist.
  10. 10. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle (EW1) entlang eines zweiten Leistungspfades über wenigstens die erste Trennkupplung (C1), das dritte Sonnenrad (S3), den dritten Planetenträger (PT3) und über die vierte Trennkupplung (C4) an die Ausgangwelle (AW) übertragbar ist.
  11. 11. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle (EW1) entlang des zweiten Leistungspfades über die erste Trennkupplung (C1), das erste Sonnenrad (S1) und den ersten Planetenträger (PT1), das zweite Hohlrad (H2) und den zweiten Planetenträger (PT2), das dritte Sonnenrad (S3) und den dritten Planetenträger (PT3) und über die vierte Trennkupplung (C4) an die Ausgangswelle (AW) übertragbar ist.
  12. 12. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle (EW1) über den ersten Leistungspfad oder über den zweiten Leistungspfad oder über den ersten Leistungspfad und den zweiten Leistungspfad an die Ausgangswelle (AW) übertragbar ist.
  13. 13. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle (EW2) entlang eines dritten Leistungspfades über wenigstens den dritten Planetenträger (PT3) und über die vierte Trennkupplung (C4) an die Ausgangswelle (AW) übertragbar ist.
  14. 14. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle (EW2) entlang eines vierten Leistungspfades über wenigstens den ersten Planetenträger (PT1) und das erste Hohlrad (H1) an die Ausgangswelle (AW) übertragbar ist.
  15. 15. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle (EW2) entlang des vierten Leistungspfades über wenigstens den dritten Planetenträger (PT3) und das dritte Sonnenrad (S3), den zweiten Planetenträger (PT2) und das zweite Hohlrad (H2) und den ersten Planetenträger (PT1) und das erste Hohlrad (H1) an die Ausgangswelle (AW) übertragbar ist.
  16. 16. Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsfluss von der zweiten Eingangswelle (EW2) über den dritten Leistungspfad oder über den vierten Leistungspfad an die Ausgangswelle (AW) übertragbar ist.
  17. 17. Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, welche in wenigstens drei unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist, - wobei in einer ersten Betriebsart ein Leistungsfluss ausschließlich von der ersten Eingangswelle (EW1) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und wenigstens zwei diskrete Übersetzungen schaltbar sind, - wobei in einer zweiten Betriebsart der Leistungsfluss ausschließlich von der zweiten Eingangswelle (EW2) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und wenigstens eine diskrete Übersetzung schaltbar ist, und - wobei in einer dritten Betriebsart der Leistungsfluss von der ersten Eingangswelle (EW1) und der zweiten Eingangswelle (EW2) an die Ausgangswelle (AW) übertragen wird und eine Übersetzung der Drehmomentübertragungsvorrichtung (100) durch Variation von Drehmomenten und/oder Drehzahlen an der ersten Eingangswelle (EW1) und der zweiten Eingangswelle (EW2) innerhalb wenigstens eines definierten Übersetzungsbereichs stufenlos einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betreiben in der ersten Betriebsart die erste Trennkupplung (C1) geschlossen wird oder geschlossen bleibt, wobei - für eine erste diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart (1. Gang ICE) die zweite Trennkupplung (C2) und die dritte Trennkupplung (C3) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die vierte Trennkupplung (C4) und die Bremseinrichtung (B) geschlossen werden oder geschlossen bleiben, - für eine zweite diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart (2. Gang ICE) die dritte Trennkupplung (C3) und die Bremseinrichtung (B) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die zweite Trennkupplung (C2) und die vierte Trennkupplung (C4) geschlossen werden oder geschlossen bleiben, - für eine dritte diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart (3. Gang ICE) die zweite Trennkupplung (C2) und die Bremseinrichtung (B) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die dritte Trennkupplung (C3) und die vierte Trennkupplung (C4) geschlossen werden oder geschlossen bleiben, - für eine vierte diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart (4. Gang ICE) die vierte Trennkupplung (C4) und die Bremseinrichtung (B) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die zweite Trennkupplung (C2) und dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden oder geschlossen bleiben, - und für eine fünfte diskrete Übersetzung in der ersten Betriebsart (5. Gang ICE) die zweite Trennkupplung (C2) und die vierte Trennkupplung (C4) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die dritte Trennkupplung (C3) und die Bremseinrichtung (B) geschlossen werden oder geschlossen bleiben.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Rückwärtsgang (R-Gang ICE) in der ersten Betriebsart die dritte Trennkupplung (C3) und die vierte Trennkupplung (C4) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die zweite Trennkupplung (C2) und die Bremseinrichtung (B) geschlossen werden oder geschlossen bleiben.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betreiben in der zweiten Betriebsart die erste Trennkupplung (C1) geöffnet wird oder geöffnet bleibt, wobei - für eine erste diskrete Übersetzung in der zweiten Betriebsart (1. Gang EM) die zweite Trennkupplung (C2) und die dritte Trennkupplung (C3) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die vierte Trennkupplung (C4) und die Bremseinrichtung (B) geschlossen werden oder geschlossen bleiben, - für eine zweite diskrete Übersetzung in der zweiten Betriebsart (2. Gang EM), die vierte Trennkupplung (C4) und die Bremseinrichtung (B) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die zweite Trennkupplung (C2) und die dritte Trennkupplung (C3) geschlossen werden oder geschlossen bleiben, - und für eine dritte diskrete Übersetzung in der zweiten Betriebsart (3. Gang EM) die zweite Trennkupplung (C2) und die vierte Trennkupplung (C4) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die dritte Trennkupplung (C3) und die Bremseinrichtung (B) geschlossen werden oder geschlossen bleiben.
  20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betreiben in der dritten Betriebsart die erste Trennkupplung (C1) geschlossen wird oder geschlossen bleibt, - wobei zum Einstellen eines ersten, definierten Übersetzungsbereichs in der dritten Betriebsart (E-CVT-1) die dritte Trennkupplung (C3), die vierte Trennkupplung (C4) und die Bremseinrichtung (B) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die zweite Trennkupplung (C2) geschlossen wird, - und wobei vorzugsweise zum Einstellen eines zweiten, definierten Übersetzungsbereichs in der dritten Betriebsart (E-CVT-2) die zweite Trennkupplung (C2), die dritte Trennkupplung (C3) und die vierte Trennkupplung (C4) geöffnet werden oder geöffnet bleiben und die Bremseinrichtung (B) geschlossen wird. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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