AT513745B1

AT513745B1 - Mehrstufengetriebe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: AT513745B1
Application number: AT501842013A
Authority: AT
Inventors: Peter Savage
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-07-15
Also published as: AT513745A4; WO2014146951A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe für Kraftfahrzeuge mit mehrerenVorwärtsgängen, bestehend aus drei 3-Wellengetrieben (RS1, RS2, RS3) undmehreren Schaltelementen (B1, B2, K1, K2, K3), mit einer Antriebswelle (W1),einer Abtriebswelle (W2) und mehreren Getriebewellen (W3, W4, W5, W6, W7,W8), mit jeweils zwei Differenzwellen (d1.1, d2.1; d1.2, d2.2; d1.3, d2.3) undeiner Summenwelle (s1; s2; s3) pro 3-Wellengetrieben (RS1, RS2, RS3), wobei dieAntriebswelle (W1) mit einer Differenzwelle (d2.2) des zweiten 3-Wellengetriebes(RS2) verbunden ist, eine erste Differenzwelle (d1.1) des ersten 3-Wellengetriebes(RS1), mittels einer ersten Bremse (B1) blockierbar ist und eine zweiteDifferenzwelle (d2.1) des ersten 3-Wellengetriebes (RS1) über eine ersteGetriebewelle (W3) mit einer Welle des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) drehfest inVerbindung steht, die Summenwelle (s1) des ersten 3-Wellengetriebes (RS1) übereine zweite Getriebewelle (W4) mit einer Differenzwelle (d2.3) des dritten3-Wellengetriebes (RS3) verbunden ist, und die Abtriebswelle (W2) mit derSummenwelle (s3) des dritten 3-Wellengetriebes (RS3) verbunden ist. Ein hoherWirkungsgrad lässt sich erreichen, wenn die Summenwelle (s1) des ersten 3-Wellengetriebes (RS1) mit der ersten Differenzwelle (d.1.1) des erstenWellengetriebes (RS1) über eine erste Schaltkupplung (K1), die Summenwelle (s2)des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) mit der Summenwelle (s3) des dritten3-Wellengetriebes (RS3) über eine zweite Schaltkupplung (K2), und die zweiteDifferenzwelle (d2.2) des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) über eine dritteSchaltkupplung (K3) mit einer ersten Differenzwelle (d1.3) des dritten 3-Wellengetriebes (RS3) drehfest verbindbar ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 513 745 B1 2014-07-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe für Kraftfahrzeuge mit mehreren Vorwärtsgängen, bestehend aus drei 3-Wellengetrieben und mehreren Schaltelementen, mit einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle und mehreren Getriebewellen, mit jeweils zwei Differenzwellen und einer Summenwelle pro 3-Wellengetriebe, wobei die Antriebswelle mit einer Differenzwelle des zweiten 3-Wellengetriebes verbunden ist, eine Differenzwelle des ersten 3-Wellengetriebes, mittels einer ersten Bremse blockierbar ist und eine andere Differenzwelle des ersten 3-Wellengetriebes über eine erste Getriebewelle mit einer Welle des zweiten 3-Wellengetriebes drehfest in Verbindung steht, und die Summenwelle des ersten 3-Wellengetriebes über eine zweite Getriebewelle mit einer Differenzwelle des dritten 3-Wellengetriebes verbunden ist.

[0002] Derartige Mehrstufengetriebe mit mehreren Vorwärtsgängen und zumindest einem Rückwertsgang werden üblicherweise bei Kraftfahrzeugen eingesetzt.

[0003] Die US 6,709,361 B1 offenbart ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise der eingangs genannten Art, mit einem Gehäuse, in welchem drei Planetensätze und mehrere Wellen aufgenommen sind. Mittels gezielter Betätigung von als Bremsen und Schaltkupplungen ausgebildeten Schaltelementen können verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle dargestellt werden.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Getriebe der eingangs genannten Art mit geringem Aufwand und Platzbedarf eine weite Getriebespreizung und einen hohen Wirkungsgrad, insbesondere bei Verwendung in Hybridfahrzeugen, zu erreichen.

[0005] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die - vorzugsweise durch eine Stegwelle gebildete - Summenwelle des ersten 3-Wellengetriebes mit der - vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildeten - ersten Differenzwelle des ersten Wellengetriebes über eine erste Schaltkupplung drehfest verbindbar ist, die - vorzugsweise durch eine Stegwelle gebildete -Summenwelle des zweiten 3-Wellengetriebes mit der - vorzugsweise durch eine Stegwelle gebildeten - Summenwelle des dritten 3-Wellengetriebes über eine zweite Schaltkupplung drehfest verbindbar ist, und die - vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildete - zweite Differenzwelle des zweiten 3-Wellengetriebes über eine dritte Schaltkupplung mit einer - vorzugsweise durch eine Hohlradwelle gebildeten - ersten Differenzwelle des dritten 3-Wellengetriebes drehfest verbindbar ist, und die Abtriebswelle mit der Summenwelle des dritten 3-Wellengetriebes verbunden ist.

[0006] Unter 3-Wellengetrieben werden hier insbesondere Planetengetriebe verstanden.

[0007] Bei einem 3-Wellengetriebe gibt es unabhängig von der Bauart immer zwei Wellen, welche bezogen auf das Wellenmoment immer das gleiche Vorzeichen besitzen, und eine Welle mit entgegengesetztem Vorzeichen. Die Wellen mit gleichen Vorzeichen werden als Differenzwellen bezeichnet, die Welle mit entgegengesetztem Vorzeichen wird als Summenwelle bezeichnet. Als Stegwelle wird jene Welle bezeichnet, welche nur Schaltkupplungsleistung übertragen kann. Wellen, welche sowohl Schaltkupplungsleistung als auch Wälzleistung übertragen können werden als Zentralwellen bezeichnet.

[0008] Ein 3-Wellengetriebe besitzt ein eindeutiges Momenten- und Drehzahlverhalten in Bezug auf die Differenz- und Summenwellen. Um aber ein 3-Wellengetriebe kinematisch zu beschreiben, behilft man sich der sogenannten Standübersetzung. Die Standübersetzung ist definiert als die Übersetzung zwischen den beiden Zentralwellen bei still stehender Stegwelle. Die Standübersetzung kann positiv oder negativ sein, und das wiederum macht eine Unterscheidung in sogenannte Plusgetriebe (positive Standübersetzung) und Minusgetriebe (negative Standübersetzung) notwendig.

[0009] Ein Minusgetriebe bezeichnet ein 3-Wellengetriebe, bei dem beide Zentralwellen zugleich die Differenzwellen darstellen, die übrige Stegwelle ist hierbei die Summenwelle.

[0010] Ein Plusgetriebe bezeichnet dagegen ein 3-Wellengetriebe, bei dem die Stegwelle und 1 /10 österreichisches Patentamt AT 513 745 B1 2014-07-15 eine der beiden Zentralwelle die Differenzwellen darstellen, die übrige Zentralwelle ist dann die Summenwelle.

[0011] Bei einem einfachen Planetenradsatz mit nur einem Planetenrad, welcher einerseits mit dem Sonnenrad kämmt und andererseits auch mit dem Hohlrad kämmt, sind die beiden Zentralwellen Sonnenrad und Hohlrad die Differenzwellen, die Stegwelle ist die Summenwelle. Dieser Planetensatz besitzt also die Kinematik eines Minusgetriebes.

[0012] Bei einem Planetenradsatz mit einem oder mehreren Planetenradpaaren, wobei jeweils das erste Planetenrad mit dem Sonnenrad und dem zweiten Planetenrad, und das zweite Planetenrad mit dem Hohlrad und dem ersten Planetenrad kämmt, bilden die Stegwelle und das Sonnenrad als erste Zentralwelle die Differenzwellen, das Hohlrad als zweite Zentralwelle ist die Summenwelle. Dieser Planetensatz besitzt also die Kinematik eines Plusgetriebes.

[0013] Im vorliegenden Fall können entweder alle oder einige zumindest zwei der 3-Wellenge-triebe als Minusgetriebe - beispielsweise als einfache Stirnrad-Planetengetriebe mit einem Planetenrad- oder als Plusgetriebe - beispielsweise als einfache Stirnrad-Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenradpaar - ausgebildet sein.

[0014] Die vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildete erste Differenzwelle des ersten 3-Wellengetriebes kann über eine erste Bremse blockiert werden.

[0015] Eine sehr kompakte Ausführung wird erreicht, wenn die - vorzugsweise durch eine Hohlradwelle gebildete - zweite Differenzwelle eines ersten 3-Wellengetriebes kann über eine erste Getriebewelle mit der - vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildeten - ersten Differenzwelle des zweiten 3-Wellengetriebes - vorzugsweise betriebsmäßig untrennbar - drehfest verbunden ist.

[0016] Weiters kann die Antriebswelle mit der - vorzugsweise durch eine Hohlradwelle - gebildeten zweiten Differenzwelle des zweiten 3-Wellengetriebes - vorzugsweise betriebsmäßig untrennbar - drehfest verbunden sein, wobei vorzugsweise die Antriebswelle über die dritte Schaltkupplung mit einer - vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildeten - ersten Differenzwelle des dritten 3-Weliengetriebes drehfest verbindbar ist.

[0017] Ein besonders guter Wirkungsgrad kann erzielt werden, wenn die - vorzugsweise durch eine Hohlradwelle gebildete - zweite Differenzwelle des ersten 3-Wellengetriebes über die erste Getriebewelle mit der - vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildeten - ersten Differenzwelle des zweiten 3-Wellengetriebes - vorzugsweise betriebsmäßig untrennbar - drehfest verbunden ist. Bevorzugt ist dabei eine durch eine Stegwelle gebildete Summenwelle des ersten 3-Wellengetriebes über eine zweite Getriebewelle mit einer - vorzugsweise durch eine Hohlradwelle gebildeten - zweiten Differenzwelle des dritten 3-Wellengetriebes betriebsmäßig untrennbar drehfest verbunden.

[0018] Die Summenwelle des zweiten 3-Wellengetriebes kann mit einer sechsten Getriebewelle drehtest verbunden sein.

[0019] Um Hybridfunktion realisieren zu können, kann das Mehrstufengetriebe zumindest eine elektrische Maschine aufweisen, wobei in einer einfachen Variante die elektrische Maschine sowie eine Brennkraftmaschine mit der Antriebswelle des Mehrstufengetriebes antriebsverbunden sein kann. Die elektrische Maschine kann generatorisch oder motorisch - alleine oder gemeinsam mit der Brennkraftmaschine - betrieben werden und zur Drehmomentunterstützung der Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Weiters kann die elektrische Maschine für die Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges eingesetzt werde, wodurch weitere getriebeseitige Maßnahmen - wie Bremsen, Kupplungen, Umkehrgetriebestufen oder dergleichen - zur Realisierung eines Rückwärtsganges entfallen können.

[0020] Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine auf die Summenwelle des zweiten 3-Wellengetriebes einwirkt, wobei vorzugsweise die elektrische Maschine mit der sechsten Getriebewelle antriebsverbunden ist. Über die elektrische Maschine kann eine Rückwärtsgangstufe realisiert werden, indem ein Stütz- oder Gegenmoment auf die 2/10 österreichisches Patentamt AT513 745B1 2014-07-15

Summenwelle des zweiten 3-Wellengetriebes aufgebracht wird.

[0021] An Stelle einer elektrischen Maschine oder aber auch zusätzlich dazu kann in weiterer Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Summenwelle des zweiten 3-Wellengetriebes mittels einer - vorzugsweise durch eine Klauenkupplung gebildeten - zweiten Bremse blockierbar. Dadurch lässt sich sehr einfach eine Rückwärtsgangstufe realisieren.

[0022] Die Antriebs- und Abtriebswellen können auf unterschiedlichen oder den gleichen Stirnseiten des Mehrstufengetriebes angeordnet sein. Insbesondere letzteres erlaubt eine sehr kompakte Bauweise.

[0023] Bei einigen oder allen der Schaltelemente - erste Schaltkupplung, zweite Schaltkupplung, dritte Schaltkupplung, erste Bremse, zweite Bremse - kann es sich um kraft- oder formschlüssige Schaltelemente wie zum Beispiel Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen oder Klauenkupplungen handeln.

[0024] Sofern ein oder mehrere formschlüssige Schaltelemente vorgesehen sind, kann einzelnen oder jedem dieser eine Synchronisiereinrichtung zugeordnet sein, oder eine zentrale, mechanisch oder elektrisch Synchronisiereinrichtung im Getriebe angeordnet sein.

[0025] Die 3-Wellengetriebe sind dabei somit derart angeordnet, dass sich insgesamt sieben bzw. acht drehbare Wellen - Antriebs-, Abtriebswellen und fünf bzw. sechs Getriebewellen -ergeben. Dabei steht die Antriebswelle mit der zweiten Differenzwelle des zweiten 3-Wellengetriebes und die Abtriebswelle mit der Summenwelle des dritten 3-Wellengetriebes in Verbindung. Die erste Getriebewelle verbindet die erste Differenzwelle des zweiten 3-Wellengetriebes und die zweite Differenzwelle des ersten 3-Wellengetriebes miteinander. Über eine zweite Getriebewelle sind die Summenwelle des ersten 3-Wellengetriebes und die zweite Differenzwelle des dritten 3-Wellengetriebes miteinander verbunden. Eine dritte Getriebewelle dient zur Verbindung der Summenwelle des zweiten 3-Wellengetriebes mit der Summenwelle des dritten 3-Wellengetriebes über eine zweite Schaltkupplung. Eine vierte Getriebewelle ist mit der ersten Differenzwelle des ersten 3-Wellengetriebes verbunden und kann über die erste Kupplung mit der Summenwelle des ersten 3-Wellengetriebes bzw. der zweiten Getriebewelle drehfest verbunden, und/oder über die erste Bremse blockiert werden. Eine mit der ersten Differenzwelle des dritten 3-Wellengetriebes verbundene fünfte Getriebewelle kann über die dritte Kupplung an die Antriebswelle gekoppelt werden. Weiters kann optional die erste Differenzwelle über eine mit dieser verbundenen sechste Getriebewelle über die zweite Bremse geblockt werden.

[0026] Die Schaltelemente sind derart angeordnet, dass in jedem schaltbaren Gang immer drei Schaltelemente zugleich aktiv sein müssen, um Zwangslauf im Getriebe herzustellen. Das verbleibende freie Schaltelement oder - bei der Ausführung mit einer zweiten Bremse - die verbleibenden freien Schaltelemente werden geöffnet. Somit können vier Vorwärtsgänge durch vier Schaltelemente verwirklicht werden.

[0027] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Fig. näher erläutert.

[0028] Es zeigen [0029] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in einer ersten Ausführungsvari ante, [0030] Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in einer zweiten Ausführungsva riante, [0031] Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in einer dritten Ausführungsvariante, [0032] Fig. 4 eine erste Anwendung eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes in einem Hybridfahrzeug und [0033] Fig. 5 eine zweite Anwendung eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes in einem Hybridfahrzeug. 3/10 österreichisches Patentamt AT513 745B1 2014-07-15 [0034] In den verschiedenen Ausführungsvarianten sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0035] Die Fig. zeigen verschiedene mehrstufige Automatikgetriebe (Mehrstufengetriebe) für Kraftfahrzeuge mit vier Vorwärtsgängen 1, 2, 3, 4 und einem Rückwärtsgang R (Fig. 2) mit jeweils durch Planetengetriebe gebildeten - ersten, zweiten und dritten 3-Wellengetrieben RS1, RS2, RS3. Jedes Mehrstufengetriebe weist eine mit einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine verbundene Antriebswelle W1 und eine Abtriebswelle W2, sowie weitere Getriebewellen W3, W4, W5, W6, W7 (Fig. 1, 2) bzw. W8 (Fig. 3) - auf. Mit K1, K2, K3 sind Schaltkupplungen, mit B1, B2 Bremsen bezeichnet, mittels deren gezielter Betätigung verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle W1, W2 realisiert werden können.

[0036] Im Folgenden werden die 3-Wellengetriebe RS1, RS2, RS3 mit den Begriffen Summenwelle und Differenzwelle beschrieben. Es kann sich bei einigen oder allen verwendeten 3-Wellengetriebe RS1, RS2, RS3 um einfache Planetenradsätze - zum Beispiel ausgeführt als Minusgetriebe - handeln. Bei einigen oder allen Schaltelementen K1, K2, K3, B1, B2 kann es sich um kraft- oder formschlüssige Schaltelemente wie z.B. Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen bzw. Klauenkupplungen handeln. Sofern ein oder mehrere formschlüssige Schaltelemente vorgesehen sind, kann einzelnen oder jedem dieser eine Synchronisiereinrichtung zugeordnet sein, oder eine zentrale, mechanisch oder elektrisch Synchronisiereinrichtung im Getriebe angeordnet sein. Jedes 3- Wellengetriebe RS1, RS2, RS3 weist jeweils eine erste Differenzwelle d1.1; d1.2; d1.3, eine zweite Differenzwelle d2.1; d2.2; d2.3 und eine Summenwelle s1; s2; s3 auf, wobei hier die ersten Differenzwellen d1.1; d1.2; d1.3 durch die Sonnenwellen, die zweiten Differenzwellen d2.1; d2.2; d2.3 durch die Hohlradwellen, und die Summenwellen s1; s2; s3 durch die Stegwellen der Planetengetriebe gebildet sind. Jedoch ist es auch möglich, die ersten Differenzwellen d1.1; d1.2; d1.3 den Hohlradwellen und die zweiten Differenzwellen d2.1; d2,2; d2.3 den Sonnenradwellen zuzuordnen.

[0037] Die 3-Wellengetriebe RS1, RS2, RS3 sind derart im Mehrstufengetriebe angeordnet, dass sich insgesamt sieben (bzw. acht) drehbare Wellen - Antriebswelle W1, Abtriebswelle W2, Getriebewellen W3, W4, W5, W6, W7 (bzw. W8) ergeben. Dabei steht die Antriebswelle W1 mit der zweiten Differenzwelle d2.2 des zweiten 3-Wellengetriebes RS2 und die Abtriebswelle W2 mit der Summenwelle s3 des dritten 3-Wellengetriebes RS3 in Verbindung. Die erste Getriebewelle W3 verbindet die erste Differenzwelle d1.2 des zweiten 3-Wellengetriebes RS2 und die zweite Differenzwelle d2.1 des ersten 3-Wellengetriebes RS1 miteinander. Über eine zweite Getriebewelle W4 sind die Summenwelle s1 des ersten 3-Wellengetriebes und die zweite Differenzwelle d2.3 des dritten 3-Wellengetriebes miteinander verbunden. Eine dritte Getriebewelle W5 dient zur Verbindung der Summenwelle s2 des zweiten 3-Wellengetriebes mit der Summenwelle s3 des dritten 3-Wellengetriebes RS3 über eine zweite Schaltkupplung K2. Eine vierte Getriebewelle W6 ist mit der ersten Differenzwelle d1.1 des ersten 3-Wellengetriebes RS1 verbunden und kann über die erste Kupplung K1 mit der Summenwelle s1 des ersten 3-Wellengetriebes RS1 bzw. der zweiten Getriebewelle W4 drehfest verbunden, und/oder über die erste Bremse B1 blockiert werden. Eine mit der ersten Differenzwelle d1.3 des dritten 3-Wellengetriebes verbundene fünfte Getriebewelle W7 kann über die dritte Kupplung K3 an die Antriebswelle W2 gekoppelt werden.

[0038] Die Schaltkombinationen der Gänge 1 bis 4 der folgenden Schaltmatrix gelten für alle Getriebevarianten - die Schaltkombination für den Rückwärtsgang R gilt nur für die in Fig. 2 gezeigte Getriebevariante: 4/10 AT513 745 B1 2014-07-15 österreichisches

Patentamt

Gang B1 K1 K2 K3 B2 Δη ΔΜ 1 X X - X - 0,31 3,22 2 X X X - - 0,65 1,53 3 - X X X - 1,00 1,00 4 X - X X - 2,08 0,48 R X - - X X -0,50 -2,00 [0039] Mit Δη ist das ausgangsseitige Drehzahlübersetzungsverhältnis und mit ΔΜ das ausgangsseitige Drehmomentübersetzungsverhältnis für jede Gangstufe angegeben. Die Verhältnisse sind nur beispielhaft für ein konkretes Ausführungsbeispiel zu verstehen.

[0040] Für den ersten Gang 1 werden die erste Bremse B1, die erste Kupplung K1 und die dritte Kupplung K3 aktiviert. Die zweite Kupplung K2 bleibt geöffnet.

[0041] Für den zweiten Gang 2 werden die erste Bremse B1, die erste Kupplung K1 und die zweite Kupplung K2 aktiviert. Die dritte Kupplung K3 bleibt deaktiviert.

[0042] Für den dritten Gang 3 werden die erste Kupplung K1, die zweite Kupplung K2 und die dritte Kupplung K3 aktiviert. Die erste Bremse B1 bleibt geöffnet.

[0043] Für den vierten Gang 4 werden die erste Bremse B1, die zweite Kupplung K2 und die dritte Kupplung K3 aktiviert. Die erste Kupplung K1 bleibt geöffnet.

[0044] In Fig. 2 ist zusätzlich vorgesehen, dass die erste Differenzwelle über eine mit dieser verbundenen sechsten Getriebewelle W8 über eine beispielsweise durch eine Klauenkupplung gebildete zweite Bremse B2 geblockt werden kann. Die Bremse B2 dient vor allem zum Einlegen des Rückwärtsganges R, wie aus der obigen Schaltmatrix hervorgeht. Im Rückwärtsgang werden die erste Bremse B1, die zweite Kupplung K2, die dritte Kupplung K3 und die zweite Bremse B2 aktiviert. Die erste Kupplung K1 bleibt geöffnet.

[0045] In den Fig. 1 und Fig. 2 sind Antriebswelle W1 und Abtriebswelle W2 auf verschiedenen Stirnseiten des Mehrstufengetriebes angeordnet, was für einen Längseinbau im Fahrzeug von Vorteil ist. Fig. 3 zeigt dagegen eine Ausführung, bei der Antriebswelle W1 und Abtriebswelle W2 auf der gleichen Stirnseite des Mehrstufengetriebes angeordnet ist. Diese Ausführung eignet sich beispielsweise für den Quereinbau in einem Fahrzeug.

[0046] Die Schaltelemente - Kupplungen K1, K2, K3, Bremse B1 (und Bremse B2) sind in allen Ausführungsvarianten jeweils derart angeordnet, dass zumindest in jedem schaltbaren Vorwärtsgang 1,2, 3, 4 immer drei Schaltelemente zugleich aktiv sein müssen, um einen Zwangslauf im Mehrstufengetriebe herzustellen. Dabei kann die erste Getriebewelle W3 über die erste Bremse B1 mit dem stillstehendem Gehäuse G und/oder über die erste Kupplung K1 mit der zweiten Getriebewelle W4, die dritte Getriebewelle W5 über die zweite Kupplung K2 mit der Summenwelle s3 des dritten Wellengetrieben RS3, und die Antriebswelle W1 über die dritte Kupplung K3 mit der fünften Getriebewelle W7 gekoppelt werden. Zumindest ein verbleibendes Schaltelement bleibt geöffnet. 5/10 österreichisches Patentamt AT513 745B1 2014-07-15 [0047] Fig. 4 zeigt eine erste Anwendung des beschriebenen Mehrstufengetriebes in einem Hybridfahrzeug. Dabei ist die Antriebswelle W1 mit einer Brennkraftmaschine ICE und einer elektrischen Maschine EM antriebsverbunden. Bei dieser Konfiguration ist keine zweite Bremse B2 für den Rückwärtsgang R erforderlich, da für den Rückwärtsgang R die elektrische Maschine EM mit umgekehrter Drehrichtung betrieben wird.

[0048] Fig. 5 zeigt ein zweites Anwendungsbeispiel des Mehrstufengetriebes in einem Hybridfahrzeug. Hierbei ist die Antriebswelle W1 wie in Fig. 4 mit einer Brennkraftmaschine ICE antriebsverbunden. Die elektrische Maschine EM ist über die sechste Getriebewelle W8 mit der Summenwelle s2 des zweiten 3- Wellengetriebes RS2 oder der dritten Getriebewelle W5 verbunden. Auch hier ist keine zweite Bremse B2 erforderlich, da das für den Rückwärtsgang R erforderliche Stützmoment für die Summenwelle s2 des zweiten 3-Wellengetriebes RS2 durch die elektrische Maschine EM aufgebracht werden kann.

[0049] Die in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Anwendungen basieren auf der in Fig. 1 gezeigten Ausführung. Analoge Anwendungen sind selbstverständlich auch für die Ausführung gemäß Fig. 3 möglich. 6/10

Claims

österreichisches Patentamt AT513 745 B1 2014-07-15 Patentansprüche 1. Mehrstufengetriebe für Kraftfahrzeuge mit mehreren Vorwärtsgängen, bestehend aus drei 3-Wellengetrieben (RS1, RS2, RS3) und mehreren Schaltelementen (B1, B2, K1, K2, K3), mit einer Antriebswelle (W1), einer Abtriebswelle (W2) und mehreren Getriebewellen (W3, W4, W5, W6, W7, W8), mit jeweils zwei Differenzwellen (d1.1, d2.1; d1.2, d2.2; d1.3, d2.3) und einer Summenwelle (s1; s2; s3) pro 3-Wellengetrieben (RS1, RS2, RS3), wobei die Antriebswelle (W1) mit einer Differenzwelle (d2.2) des zweiten 3- Wellengetriebes (RS2) verbunden ist, eine - insbesondere durch eine Sonnenradwelle gebildete - erste Differenzwelle (d 1.1) des ersten 3-Wellengetriebes (RS1), mittels einer ersten Bremse (B1) blockierbar ist und eine zweite Differenzwelle (d2.1) des ersten 3-Wellengetriebes (RS1) über eine erste Getriebewelle (W3) mit einer Welle des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) drehtest in Verbindung steht, und die Summenwelle (s1) des ersten 3-Wellengetriebes (RS1) über eine zweite Getriebewelle (W4) mit einer Differenzwelle (d2.3) des dritten 3-Wellengetriebes (RS3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die - vorzugsweise durch eine Stegwelle gebildete - Summenwelle (s1) des ersten 3-Wellengetriebes (RS1) mit der- vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildeten - ersten Differenzwelle (d1.1) des ersten Wellengetriebes (RS1) über eine erste Schaltkupplung (K1) drehtest verbindbar ist, die - vorzugsweise durch eine Stegwelle gebildete - Summenwelle (s2) des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) mit der - vorzugsweise durch eine Stegwelle gebildeten - Summenwelle (s3) des dritten 3-Wellengetriebes (RS3) über eine zweite Schaltkupplung (K2) drehtest verbindbar ist, und die - vorzugsweise durch eine Hohlradwelle gebildete - zweite Differenzwelle (d2.2) des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) über eine dritte Schaltkupplung (K3) mit einer - vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildeten - ersten Differenzwelle (d1.3) des dritten 3-Wellengetriebes (RS3) drehfest verbindbar ist, und die Abtriebswelle (W2) mit der Summenwelle (s3) des dritten 3-Wellengetriebes (RS3) verbunden ist.
2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die - vorzugsweise durch eine Hohlradwelle gebildete - zweite Differenzwelle (d2.1) eines ersten 3-Wellengetriebes (RS1) über eine erste Getriebewelle (W3), mit der - vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildeten - ersten Differenzwelle (d1.2) des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) - vorzugsweise betriebsmäßig untrennbar - drehfest verbunden ist.
3. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (W1) mit der - vorzugsweise durch eine Hohlradwelle - gebildeten zweiten Differenzwelle (d2.2) des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) - vorzugsweise betriebsmäßig untrennbar - drehtest verbunden ist.
4. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (W1) über die dritte Schaltkupplung (K3) mit einer - vorzugsweise durch eine Sonnenradwelle gebildeten - ersten Differenzwelle (d1.3) des dritten 3-Wellengetrie-bes (RS3) drehtest verbindbar ist.
5. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch eine Stegwelle gebildete Summenwelle (s1) des ersten 3-Wellengetriebes (RS1) über eine zweite Getriebewelle (W4) mit einer - vorzugsweise durch eine Hohlradwelle gebildeten - zweiten Differenzwelle (d2.3) des dritten 3-Wellengetriebes (RS3) betriebsmäßig untrennbar drehtest verbunden ist. 7/10 österreichisches Patentamt AT513 745 B1 2014-07-15
6. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite und dritte 3-Wellengetriebe (RS1, RS2, RS3) als Minusgetriebe ausgebildet sind.
7. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Summenwelle (s2) des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) mit einer sechsten Getriebewelle (W8) drehfest verbunden ist, welche vorzugsweise mit einer elektrischen Maschine (EM) antriebsverbunden ist.
8. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Summenwelle (s2) des zweiten 3-Wellengetriebes (RS2) mittels einer - vorzugsweise durch eine Klauenkupplung gebildeten - zweiten Bremse (B2) blockierbar ist, wobei vorzugsweise die Bremse (B2) auf die sechste Getriebewelle (W8) einwirkt.
9. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebs- und Abtriebswellen (W1, W2) auf der selben Seite des Mehrstufengetriebes angeordnet sind.
10. Verfahren zum Betreiben eines Mehrstufengetriebes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Gangstufe drei Schaltelemente der Gruppe erste Schaltkupplung (K1), zweite Schaltkupplung (K2), dritte Schaltkupplung (K3), erste Bremse (B1), zweite Bremse (B2) gleichzeitig geschlossen sind und das zumindest eine verbleibende Schaltelement geöffnet ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 8/10