AT514979B1 - Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Umlaufgetriebeeinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Drehmomentübertragungsvorrichtung - Google Patents

Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Umlaufgetriebeeinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Drehmomentübertragungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Antriebseinrichtung (70) und einer zweiten Antriebseinrichtung (60), wobei die zweite Antriebseinrichtung (60) insbesondere als elektromechanischer Energiewandler ausgebildet ist, mit - einer Umlaufgetriebeeinrichtung (40) mit wenigstens einem Sonnenrad (42), wenigstens einer Planetenradanordnung (43), wenigstens einem Hohlrad (48), und einer ersten Eingangswelle (10), einer zweiten Eingangswelle (20) sowie einer Ausgangswelle (50), - einer ersten schaltbaren Getriebeeinrichtung (100), mit einer Vorgelegewelle (30) und einer weiteren Getriebewelle (10) wobei diese Getriebewelle (10) und die erste Eingangswelle (10) der Umlaufgetriebeeinrichtung (40) zusammenfallen und - einer zweiten schaltbaren Getriebeeinrichtung (200), mit einer ersten Welle (61) und einer zweiten Welle (20) wobei die erste Welle (61) drehmomentleitend mit der zweiten Antriebseinrichtung (60) verbindbar ist und die zweite Welle (20) mit der zweiten Eingangswelle (20) der Umlaufgetriebeeinrichtung (40) zusammenfällt.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbeson¬dere für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten und einer zweiten Antriebseinrichtung, wobei diezweite Antriebseinrichtung als elektromechanischer Energiewandler ausgebildet ist. Fernerbetrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Drehmomentübertragungsvorrichtungsowie ein Verfahren zu deren Betrieb.
[0002] Die Erfindung wird im Zusammenhang mit einem Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeugmit einem Verbrennungsmotor und einem elektromechanischen Energiewandler beschrieben,bleibt jedoch nicht auf diesen Zusammenhang beschränkt. Vielmehr ist die Erfindung allgemeinzur Übertragung und Überlagerung von Drehmoment aus wenigstens zwei Drehmomentquellenverwendbar.
[0003] Drehmomentübertragungsvorrichtungen für Hybridfahrzeuge sind aus dem Stand derTechnik bekannt. Diese weisen häufig eine Mehrzahl schaltbarer Stirnradpaarungen mit unter¬schiedlichem Übersetzungsverhältnis auf, wobei verschiedene dieser Stirnradgruppen mittelsSchalteinrichtungen, insbesondere Reibkupplungen, verbindbar sind. Mit einer steigendenAnzahl Stirnradgruppen und Vorgelegewellen ist auf diese Weise eine steigende Anzahl unter¬schiedlicher Drehzahlübersetzungen realisierbar.
[0004] Bei einigen dieser Drehmomentübertragungsvorrichtungen ist, insbesondere nach einerTrennung der drehmomentleitenden Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor des Hybrid¬fahrzeugs und dem restlichen Antriebsstrang, ein stufenloser Fährbetrieb ohne Schaltvorgängeund damit verbundene Drehzahlsprünge mittels des elektromechanischen Energiewandlersmöglich, weiter ist auch eine stufenlose Verstellung des Übersetzungsverhältnisses mittelsDrehzahlüberlagerung bekannt.
[0005] Die DE 10 2011 121 233 A1 offenbart eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für einKraftfahrzeug mit einer ersten Antriebseinrichtung und einer zweiten Antriebseinrichtung, miteiner Umlaufgetriebeeinrichtung sowie einer ersten schaltbaren Getriebeeinrichtung und einerzweiten schaltbaren Getriebeeinrichtung.
[0006] Die US 2007/0 191 169 A1 offenbart eine ähnliche Drehmomentübertragungsvorrichtungals Antrieb für einen Extruder.
[0007] Aus der EP 0 845 618 A2 ist ein kontinuierlich verstellbares Stufenwechselgetriebe miteiner Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine für ein Kraftfahrzeug bekannt, wel¬ches ein Zahnwechselgetriebe und wenigstens zwei Getriebeeingangswellen aufweist, denenunterschiedliche Gangstufen zugeordnet sind. Dabei sind wenigstens zwei Getriebeeingangs¬wellen mit der elektrischen Maschine verbunden.
[0008] Weiters ist aus der US 2003/0 100 395 A1 ein Antriebsstrang für hybridelektrische Fahr¬zeuge bekannt, welcher eine Brennkraftmaschine, zwei Motoren/Generatoren und zwei Plane¬tengetriebesätze aufweist.
[0009] Bekannte Antriebsstränge haben den Nachteil, dass sie relativ viel Bauraum beanspru¬chen, konstruktiv aufwendig sind und/oder wenig Flexibilität bei der Drehmoment- und Überset¬zungsverbindung zwischen der Verbrennungsmaschine, dem Elektrowandler und einer An¬triebswelle ermöglichen.
[0010] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Drehmomentübertragungs¬vorrichtung bzw. ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer solchen Drehmomentübertra¬gungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
[0011] Diese Aufgabe wird durch eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit den Merkmalendes Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Drehmomentübertra¬gungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Ein Kraftfahrzeug mit einer sol¬chen Drehmomentübertragungsvorrichtung wird in Anspruch 7 unter Schutz gestellt. BevorzugteAusführungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
[0012] Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß die Drehmomentübertragungseinrichtungausgebildet mit: [0013] - einer Umlaufgetriebeeinrichtung mit wenigstens einem Sonnenrad, wenigstens einer
Planetenradanordnung, wenigstens einem Hohlrad, und einer ersten Eingangswelle,einer zweiten Eingangswelle sowie einer Ausgangswelle, [0014] - einer ersten schaltbaren Getriebeeinrichtung, mit einer Vorgelegewelle und einer weiteren Getriebewelle wobei diese Getriebewelle und die erste Eingangswelle derUmlaufgetriebeeinrichtung zusammenfallen und [0015] - einer zweiten schaltbaren Getriebeeinrichtung, mit einer ersten Welle und einer zwei¬ ten Welle wobei die erste Welle drehmomentleitend mit der zweiten Antriebseinrich¬tung verbindbar ist und die zweite Welle mit der zweiten Eingangswelle der Umlauf¬getriebeeinrichtung zusammenfällt.
[0016] Dabei ist die erste Antriebseinrichtung als Verbrennungskraftmaschine mit innerer Ver¬brennung, insbesondere als sogenannter Otto-, Diesel-, oder als eine andere Art von Verbren¬nungsmotor ausgebildet. Jedoch kann die erste Antriebseinrichtung auch als Elektromotorund/oder als, vorzugsweise elektromechanischer, mechanischer, hyraulischer oder pneumati¬scher, Energiewandler ausgebildet sein.
[0017] Die zweite Antriebseinrichtung ist insbesondere als elektromechanischer, mechanischer,hydraulischer oder pneumatischer, Energiewandler ausgebildet.
[0018] Im Sinne der Erfindung ist unter einem elektromechanischen Energiewandler vorzugs¬weise ein Elektromotor/-generator zu verstehen, unter einem mechanischen Energiewandler istvorzugsweise eine Schwungrad- oder Federspeichereinrichtung zu verstehen und unter einemhydraulischen oder pneumatischen Energiewandler ist vorzugsweise ein Pneumatik-, Hydrau¬likmotor, eine Pumpeinrichtung oder eine kombinierte Motor/-Pumpeinrichtung zu verstehen.
[0019] Die Drehmomentübertragungsvorrichtung weist eine Umlaufgetriebeeinrichtung, insbe¬sondere ein Planetengetriebe, mit wenigstens einem Sonnenrad, wenigstens einer Planeten¬radanordnung und wenigstens einem Hohlrad auf. Weiter weist die Drehmomentübertragungs¬vorrichtung eine erste und eine zweite Eingangswelle und einer Ausgangswelle auf.
[0020] Das Sonnenrad der Umlaufgetriebeeinrichtung kämmt dabei insbesondere mit wenigs¬tens einem, insbesondere mehreren, allen oder allen inneren, Planetenrädern der Planetenrad¬anordnung. Das Hohlrad der Umlaufgetriebeeinrichtung kämmt insbesondere mit wenigstenseinem, insbesondere mehreren, allen oder allen äußeren, Planetenrädern der Planetenradan¬ordnung.
[0021] Die Drehmomentübertragungsvorrichtung weist ferner eine erste, insbesondere schalt¬bare, Getriebeeinrichtung auf. Eine schaltbare Getriebeeinrichtung kann vorzugsweise auch alsSchaltgetriebeeinrichtung bezeichnet werden. Diese Getriebeeinrichtung weist eine Vorgelege¬welle auf und eine zweite Getriebewelle, wobei diese zweite Getriebewelle mit der ersten Ein¬gangswelle der Umlaufgetriebeeinrichtung zusammenfällt oder vorzugsweise mit dieser ver¬bindbar ist oder besonders bevorzugt einstückig mit dieser ausgebildet ist. Die Vorgelegewelleweist vorzugsweise eine zu einer Rotationsachse der ersten Eingangswelle der Umlaufgetrie¬beeinrichtung parallele oder konzentrische Rotationsachse auf.
[0022] Unter dem Zusammenfallen von zwei Wellen, ist im Sinne der Erfindung zu verstehen,dass zwei Wellen konzentrisch zueinander angeordnet sind, der Begriff ist also vorzugsweise inseinem geometrischen Sinn in Bezug auf die Anordnung dieser Wellen zu verstehen. Vorzugs¬weise sind zwei zusammenfallende Wellen drehmomentübertragend miteinander verbindbar,bevorzugt drehfest miteinander verbindbar und besonders bevorzugt einstückig ausgebildet.Dabei können die Wellen vorzugsweise form-, kraft-, stoffschlüssig oder mit einer Kombinationaus wenigstens zwei der genannten Arten miteinander verbindbar sein.
[0023] Unter einer Schaltgetriebeeinrichtung ist vorliegend insbesondere eine Einrichtung mitwenigstens zwei Schaltstufen, insbesondere Stirn- oder Kegelradstufen, zu verstehen, die, vorzugsweise einzeln, mittels einer Kopplungseinrichtung, vorliegend insbesondere einer Ge¬triebekopplungseinrichtung oder einer Antriebskopplungseinrichtung, zur Drehmomentübertra¬gung miteinander verbindbar sind. Weiter ist unter einer Schaltstufe vorzugsweise eine innereSchaltstellung der Getriebeeinrichtung zu verstehen, welche durch ein bestimmtes, insbesonde¬re geometrisch vorgegebenes, Drehzahlverhältnis zwischen einer Eingangswelle und einerAusgangswelle der Getriebeeinrichtung charakterisiert ist. Dabei wird ein geometrisch vorgege¬benes Drehzahlverhältnis insbesondere durch ein Durchmesserverhältnis und/oder ein Zähne¬zahlverhältnis der an der Drehzahlübertragung, in dieser Schaltstufe beteiligten Zahnräderbestimmt.
[0024] Die Drehmomentübertragungsvorrichtung weist ferner eine zweite Getriebeeinrichtung,insbesondere eine schaltbare, also vorzugsweise eine Schaltgetriebeeinrichtung auf. Die zweiteGetriebeeinrichtung weist eine erste Welle und eine zweite Welle auf. Die erste Welle ist vor¬zugsweise mit der zweiten Antriebseinrichtung drehmomentleitend verbindbar, vorzugsweisefällt die erste Welle mit einer An-/Abtriebswelle der zweiten Antriebseinrichtung zusammen.Vorzugsweise fällt die zweite Eingangswelle der Umlaufgetriebeeinrichtung mit der zweitenWelle zusammen, bevorzugt sind diese einstückig miteinander ausgebildet.
[0025] Vorzugsweise ist die Welle der zweiten Antriebseinrichtung als Eingangs- und/oderAusgangswelle bezüglich einer Drehmomentübertragung ausgebildet. Eine als Energiewandlerausgebildete zweite Antriebseinrichtung kann so als Antriebsquelle und/oder als Generator(beispielsweise ein elektromechnischer Energiewandler) bzw. Energiespeicher (beispielsweiseein als Schwungrad ausgebildeter mechanischer Energiewandler) betreibbar sein. Vorzugswei¬se ist eine zweite Antriebseinrichtung, bezogen auf den Leistungsfluss, als Leistungsquelleaufzufassen, wenn die Antriebseinrichtung Antriebsleistung an die Getriebeeinrichtung abgibt,oder als Leistungssenke, wenn diese Antriebsleistung aus der Getriebeeinrichtung aufnimmt.
[0026] Eine gemäß diesem Aspekt der Erfindung ausgebildete Drehmomentübertragungsvor¬richtung kann in vorteilhafter Weise einen ressourcensparenden, flexibleren und/oder einfache¬ren Betrieb der Drehmomentübertragungsvorrichtung ermöglichen.
[0027] Eine solche Drehmomentübertragungsvorrichtung kann, auch unabhängig von denbeschriebenen betriebsbezogenen Vorteilen, in vorteilhafter Weise eine einfachere, schnellere,flexiblere und/oder kostengünstigere Montage der Drehmomentübertragungsvorrichtung ermög¬lichen.
[0028] Eine solche Drehmomentübertragungsvorrichtung kann, auch unabhängig von denbeschriebenen betriebs- und/oder montagebezogenen Vorteilen, in vorteilhafter Weise einenkleineren Bauraum beanspruchen.
[0029] Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die erste Eingangswelle der Umlaufgetriebe¬einrichtung mittels einer ersten Antriebskopplungseinrichtung mit einer Welle der ersten An¬triebseinrichtung zur Drehmomentübertragung verbindbar.
[0030] Die erste Antriebskopplungseinrichtung ist dabei insbesondere als Reibkupplung ausge¬bildet, vorzugsweise mit einer ersten, an der Welle der ersten Antriebseinrichtung angeordne¬ten, und einer zweiten, an der ersten Eingangswelle der Umlaufgetriebeeinrichtung angeordne¬ten, (Reib-)Kupplungsscheibe.
[0031] Dadurch kann in einfacher Weise eine mit einer Mindestdrehzahl betriebene erste An¬triebseinrichtung wie ein Verbrennungsmotor zur Drehmomentübertragung mit der Drehmomen¬tübertragungsvorrichtung verbunden bzw. von dieser getrennt werden.
[0032] Die Umlaufgetriebeeinrichtung ist gemäß einer bevorzugten Ausführung über die zweiteGetriebeeinrichtung mittels einer zweiten Antriebskopplungseinrichtung mit der zweiten An¬triebseinrichtung zur Drehmomentübertragung verbindbar.
[0033] Dadurch kann vorteilhafterweise Drehmoment von der zweiten Antriebseinrichtung,insbesondere zusätzlich zu dem Drehmoment von der ersten Antriebseinrichtung, übertragenwerden.
[0034] Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die erste Eingangswelle drehfest mit demSonnenrad, und die zweite Eingangswelle drehfest mit einem Planetenträger der Planetenrad¬anordnung verbindbar oder verbunden.
[0035] Dadurch können bei gleichsinniger Wirkrichtung der Drehmomente, insbesondere beigleichsinniger Drehrichtung der ersten und der zweiten Eingangswelle die Drehmomente derersten und der zweiten Antriebseinrichtung in vorteilhafter Weise addiert an die Ausgangswelleder Umlaufgetriebeeinrichtung übertragbar sein.
[0036] Bei gegenläufiger Wirkrichtung der Drehmomente, insbesondere bei gegensinnigerDrehrichtung der ersten und der zweiten Eingangswelle können die Drehmomente der erstenund der zweiten Antriebseinrichtung in vorteilhafter Weise gegeneinander aufgehoben werdenoder voneinander subtrahiert an die Ausgangswelle der Umlaufgetriebeeinrichtung übertragbarsein.
[0037] Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die erste Eingangswelle der Umlaufgetriebe¬einrichtung über die Vorgelegewelle mittels einer ersten Getriebekopplungseinrichtung zurDrehmomentübertragung verbindbar, und die zweite Eingangswelle der Umlaufgetriebeeinrich¬tung über die Vorgelegewelle mittels einer zweiten Getriebekopplungseinrichtung zur Drehmo¬mentübertragung verbindbar.
[0038] Insbesondere sind dadurch die erste und die zweite Eingangswelle der Umlaufgetriebe¬einrichtung zur Drehmomentübertragung zwischen der ersten und der zweiten Antriebseinrich¬tung eingerichtet, wenn beide Getriebekopplungseinrichtungen in eine ihrer, vorzugsweise zwei,von einer Leerlaufstellung verschiedene Schaltstufen geschaltet sind.
[0039] Dadurch kann vorteilhaft ein Drehmoment in eine als Energiespeicher ausgebildetezweite Antriebseinrichtung einspeisbar und dort mittels eines Energiespeichers speicherbarsein.
[0040] Unter einem Energiespeicher ist vorliegend insbesondere ein elektrochemischer Ener¬giespeicher, vorzugsweise ein Akkumulator oder eine Batterie, eine Schwungradeinrichtungund/oder ein Speicher für ein druckbeaufschlagtes Fluid wie Luft oder Hydrauliköl zu verstehen.
[0041] Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die erste Getriebekopplungseinrichtung, diezweite Getriebekopplungseinrichtung und/oder die zweite Antriebskopplungseinrichtung als,insbesondere synchronisierte, Klauenkupplung ausgebildet.
[0042] Dadurch kann ein schlupffreier, ressourcensparender und/oder verschleißarmer Betriebder Drehmomentübertragungsvorrichtung erreichbar sein.
[0043] Unter einer Klauenkupplung ist vorliegend insbesondere eine Kopplungeinrichtung zuverstehen, durch welche in einem eingekoppelten Betriebszustand ein Drehmoment im Wesent¬lichen mittels Formschluss zwischen einem ersten und einem zweiten Kopplungspartner derKopplungseinrichtung übertragbar ist.
[0044] Eine synchronisierte Klauenkupplung ist vorliegend insbesondere eine als Klauenkupp¬lung ausgebildete Kopplungseinrichtung mit einem Synchronring für wenigstens eine, insbe¬sondere alle, Schaltstufen.
[0045] Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführung ist unter einer synchronisierten Klau¬enkupplung eine Kopplungseinrichtung zu verstehen, bei der mittels der ersten und oder derzweiten Antriebseinrichtung eine Drehzahl eines ersten Kopplungspartners und eine Drehzahleines zweiten Kopplungspartners derart aneinander anpassbar sind, dass insbesondere einEinkuppeln der beiden, insbesondere als Klauenring ausgebildeten, Kopplungspartner möglichist. Dadurch kann insbesondere eine synchronisierte Kopplungseinrichtung ohne Synchronringeund/oder ein geringerer Reibungsverlust realisierbar sein.
[0046] Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist zusätzlich wenigstens eine dieser Getriebe¬kopplungseinrichtungen mit einer weiteren, auf einer der Eingangswellen angeordneten, Getrie¬bekopplungseinrichtung zur gemeinsamen, insbesondere gleichsinnigen oder gegensinnigen,
Schaltung verbunden.
[0047] Dadurch kann in einer Ausführung ein unabhängiges Auswählen flexibler Drehzahlver¬hältnisse realisierbar sein. Dadurch kann in einer Ausführung zusätzlich oder alternativ eingleichzeitiges Schalten zweier Kopplungseinrichtungen vermieden werden.
[0048] Dabei kann gemäß einer Ausführung diese Getriebekopplungseinrichtung die zweiteGetriebekopplungseinrichtung sein, wobei diese dann auf der Vorgelegewelle nur noch in eineGetriebeschaltstufe schaltbar ist, wobei diese Getriebeschaltstufe dann mit der ersten Ein¬gangswelle der Umlaufgetriebeeinrichtung verbunden ist. In dieser Ausführung ist die zweiteGetriebekopplungseinrichtung mit einer weiteren, auf der ersten Eingangswelle der Umlaufge¬triebeinrichtung angeordneten, weiteren Getriebekopplungseinrichtung verbunden ist. Dieseweitere Getriebekopplungseinrichtung ist mit der zweiten Eingangswelle der Umlaufgetriebeein¬richtung verbindbar.
[0049] Gemäß einer Ausführung sind die zweite Getriebekopplungseinrichtung und die weitereGetriebekopplungseinrichtung derart verbunden, dass sie im Wesentlichen gleichzeitig geschal¬tet werden können.
[0050] In einer Ausführungsform ist dabei - wenn keine Leerlaufstellung vorliegt - entweder dieeine oder die andere Getriebekopplungseinrichtung im Eingriff mit einer Getriebeschaltstufebefindlich. Dieses insbesondere bei einer gleichsinnigen Schaltung der Fall. Die zweite Getrie¬beschaltstufe der zweiten Getriebekopplungseinrichtung kann dabei drehfest mit der Vorgele¬gewelle verbunden sein.
[0051] In einer alternativen Ausführungsform ist dabei - wenn keine Leerlaufstellung vorliegt -entweder nur die zweite Getriebekopplungseinrichtung im Eingriff mit einer Getriebeschaltstufebefindlich oder beide Getriebekupplung Einrichtungen.
[0052] Dies ist insbesondere bei einer gegensinnigen Schaltung der Fall.
[0053] Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist jede von der ersten Getriebekopplungseinrich¬tung, der zweiten Getriebekopplungseinrichtung und der zweiten Antriebskopplungseinrichtungjeweils in eine Leerlaufstellung sowie in eine erste und in eine zweite, sich voneinander in ei¬nem Drehzahlverhältnis unterscheidende, Getriebeschaltstufe schaltbar. Diese Getriebeschalt¬stufen sind dabei vorzugsweise als Zahnradpaare mit, vorzugsweise gerad-, schräg-, pfeil- oderbogenförmiger Verzahnung ausgebildet, bevorzugt als Stirnradpaare mit einer derartigen Ver¬zahnung.
[0054] Dadurch kann insbesondere eine Drehmomentübertragung zwischen der Ausgangswelleder Umlaufgetriebeeinrichtung und - abhängig von der Schaltstellung der Kopplungseinrichtun¬gen - nur der ersten, nur der zweiten oder diesen beiden Eingangswellen der Umlaufgetriebe¬einrichtung erreichbar sein, insbesondere in einer Mehrzahl unterschiedlicher Drehzahlverhält¬nisse, Übersetzungen und/oder Gänge.
[0055] Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist eine Drehmomentübertragungsvorrichtungeine Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments we¬nigstens einer der, insbesondere aller, Antriebseinrichtungen und/oder zur Steuerung vonSchaltvorgängen wenigstens einer der, insbesondere aller, Antriebs- bzw. Getriebekopplungs¬einrichtungen auf.
[0056] Dadurch kann ein komfortables, einfaches, schnelles und/oder fehlerarmes Schaltenunterschiedlicher Gänge bzw. Drehzahlverhältnisse realisierbar sein.
[0057] Dadurch kann auch oder unabhängig eine Einstellung eines Drehmoments und/odereiner Drehzahl einer der Antriebseinrichtungen, vorzugsweise mittels einer Steuerung einesDrehmoments und/oder einer Drehzahl der anderen Antriebseinrichtung, erreichbar sein.
[0058] Eine Steuereinrichtung weist vorliegend insbesondere wenigstens eine Rechen-, Spei¬cher-, Sensor- und/oder Betätigungseinrichtung zum Steuern einer Drehzahl und/oder einesDrehmoments wenigstens einer der Antriebseinrichtungen und/oder zur Steuerung von Schalt-
Vorgängen wenigstens einer der Antriebs- bzw. Getriebekopplungseinrichtungen auf.
[0059] Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Kraftfahrzeug mit einer ersten und einerzweiten Antriebseinrichtung eine Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß dem vorbe¬schriebenen Aspekt der Erfindung und/oder einer bevorzugten Ausführung auf.
[0060] Die zu dem vorstehend zuerst beschriebenen Aspekt der Erfindung und den zugehöri¬gen Weiterbildungen der Drehmomentübertragungsvorrichtung offenbarten Merkmale geltenauch für den nachstehend beschriebenen Aspekt der Erfindung und die zugehörigen Weiterbil¬dungen des Verfahrens entsprechend. Umgekehrt gelten die zu dem nachstehend beschriebe¬nen Aspekt der Erfindung und den zugehörigen Weiterbildungen des Verfahrens offenbartenMerkmale auch für den vorstehend beschriebenen Aspekt der Erfindung und die zugehörigenWeiterbildungen der Drehmomentübertragungsvorrichtung entsprechend.
[0061] Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren zum Betrieb einer Dreh¬momentübertragungsvorrichtung gemäß dem zuerst beschriebenen Aspekt der Erfindung diezweite Getriebeeinrichtung mittels der zweiten Antriebskopplungseinrichtung in eine erste oderzweite Antriebsschaltstufe geschaltet. Insbesondere wird die zweite Antriebskopplungseinrich¬tung dazu mittels der Steuereinrichtung geschaltet.
[0062] Dadurch kann insbesondere ein von der zweiten und/oder an die zweite Antriebseinrich¬tung geliefertes Drehmoment in unterschiedlichen Drehzahlen an die zweite und/oder von derzweiten Eingangswelle übertragen werden.
[0063] Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird die erste Antriebskopplungseinrichtunggeschlossen. Insbesondere wird die erste Antriebskopplungseinrichtung dazu mittels der Steu¬ereinrichtung geschaltet.
[0064] Dadurch kann insbesondere ein Drehmoment von der ersten Antriebseinrichtung auf dieerste Eingangswelle übertragen und dem Drehmoment an der zweiten Eingangswelle und/oderan der Ausgangswelle überlagert werden.
[0065] Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird im Wesentlichen zeitgleich oder zeitversetztdie erste Getriebekopplungseinrichtung in eine ihrer Getriebeschaltstufen geschaltet und/oderdie zweite Getriebekopplungseinrichtung in eine ihrer Getriebeschaltstufen geschaltet.
[0066] Dadurch können insbesondere verschiedene Drehzahlverhältnisse zwischen den dreiWellen (erste, zweite Eingangs-, Ausgangswelle) der Umlaufgetriebeeinrichtung geschaltetwerden.
[0067] Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird zwischen der ersten und der zweiten An¬triebseinrichtung ein Drehmoment übertragen, insbesondere von der ersten zur zweiten An¬triebseinrichtung.
[0068] Dadurch kann insbesondere ein Generatorbetrieb der zweiten Antriebseinrichtung durchein mittels der ersten und/oder der zweiten Getriebeeinrichtung übertragenes Drehmoment vonder ersten Antriebseinrichtung und/oder der Ausgangswelle der Umlaufgetriebeeinrichtunggespeist werden.
[0069] Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird, insbesondere vor dem Abschluss einesSchaltvorgangs einer der Getriebekopplungseinrichtungen oder der zweiten Antriebskopp¬lungseinrichtung hin zu einer ersten oder einer zweiten Schaltstufe, eine Drehzahldifferenzzwischen einem ersten und einem zweiten Kopplungspartner reduziert, insbesondere im We¬sentlichen beseitigt, vorzugsweise mittels der zweiten Antriebseinrichtung und/oder Steuerein¬richtung.
[0070] Dadurch ist insbesondere eine synchronisierte Kopplungseinrichtung ohne einen Syn¬chronring und/oder ein geringerer Reibungsverlust realisierbar sein.
[0071] Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird ein Drehmoment der zweiten Antriebsein¬richtung in Abhängigkeit von einem Schaltvorgang wenigstens einer der Getriebekopplungsein¬richtungen erhöht, wobei insbesondere eine durch den Schaltvorgang reduzierte Drehmomen¬ tübertragung wenigstens teilweise ausgeglichen wird, vorzugsweise mittels der Steuereinrich¬tung.
[0072] Dadurch kann insbesondere ein Drehmoment an der Ausgangswelle der Umlaufgetrie¬beeinrichtung auch während des Schaltvorgangs innerhalb eines vorbestimmten, vorzugsweisein der Steuereinrichtung hinterlegten, Toleranzbereichs und/oder konstant gehalten werden.
[0073] Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden die zweite Antriebskopplungseinrichtungsowie die erste und die zweite Getriebekopplungseinrichtung im Wesentlichen schlupffrei ge¬schaltet, wobei diese Kopplungseinrichtungen vorzugsweise als synchronisierte Klauenkupp¬lungen ausgebildet sind. Dadurch wird insbesondere ein ressourcenschonender und/oderschnellerer Betrieb der Drehmomentübertragungsvorrichtung ermöglicht.
[0074] Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird die zweite Antriebseinrichtung bezüglichDrehmoment und/oder Drehzahl gegenläufig zur ersten Antriebseinrichtung betrieben, sodassdie erste und die zweite Eingangswelle zueinander gegenläufig rotieren.
[0075] Dadurch kann insbesondere eine von der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung ineinem hinsichtlich eines Betriebszustands vorbestimmten, vorzugsweise Verbrauchs- oderemissionsminimierten, Drehzahlbereich betreiben werden, wobei das an der Ausgangswelle indiesem Betriebszustand nicht benötigte Drehmoment zur Speisung eines Generatorbetriebs deranderen von der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung verwendet und dort, insbesonderein einem Energiespeicher, gespeichert wird.
[0076] Erfindungsgemäß können auch mehrere der oben beschriebenen Ausführungen derErfindung - soweit dies technisch möglich ist - beliebig miteinander kombiniert werden. Untereiner Kopplungseinrichtung ist vorliegend insbesondere eine Kupplung zu verstehen, sodass inder nachfolgenden Figurenbeschreibung die beiden Begriffe wenigstens im Wesentlichengleichbedeutend verwendet werden können. Eine Kupplungsmuffe ist vorliegend grundsätzlichdrehfest und axial beweglich mit der zentralen Welle einer Kopplungseinrichtung verbunden.
[0077] Weitere, nun beispielhafte, Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfol¬genden Beschreibungen in Zusammenhang mit den Figuren, welche im Einzelnen, teilweiseschematisiert, zeigen: [0078] Fig. 1: einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeuggetriebe in einem
Leerlaufbetriebszustand gemäß einer Ausführung der Erfindung in einer starkschematisierten Schnittansicht; [0079] Fig. 2: den Antriebsstrang gemäß Fig. 1 in einem Schaltzustand des Fahrzeuggetriebes, der einen rein elektrischen Fährbetrieb ermöglicht; [0080] Fig. 3: den Antriebsstrang gemäß Fig. 1 in einem Schaltzustand des Fahrzeuggetriebes, der einen schaltstufenfreien Fährbetrieb mit beiden Antriebseinrichtungen ermög¬licht; [0081] Fig. 4: den Antriebsstrang gemäß Fig. 1 in einem Schaltzustand des Fahrzeuggetrie¬ bes, der eine Auswahl des Betriebspunktes des elektromechanischen Energie¬wandlers ermöglicht; [0082] Fig. 5: den Antriebsstrang gemäß Fig. 1 in einem Schaltzustand des Fahrzeuggetriebes, der eine Speicherung von Drehmoment aus dem Verbrennungsmotor ermöglicht; [0083] Fig. 6: einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeuggetriebe in einem
Leerlaufbetriebszustand gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung in einerstark schematisierten Schnittansicht; und [0084] Fig. 7: einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeuggetriebe in einem
Leerlaufbetriebszustand gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung in einerstark schematisierten Schnittansicht.
[0085] Fig. 1 zeigt einen Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit einer als Fahrzeuggetriebe ausgebildeten Drehmomentübertragungsvorrichtung 2 in einem Leerlaufbetriebszustand gemäßeiner Ausführung der Erfindung in einer stark schematisierten Schnittansicht. Der Antriebs¬strang 1 weist neben dem Fahrzeuggetriebe 2 einen damit verbindbaren elektromechanischenEnergiewandler 60 und einen damit verbindbaren Verbrennungsmotor, vorzugsweise Diesel¬oder Ottomotor, 70 auf.
[0086] Der Verbrennungsmotor 70 ist mittels seiner Welle 75 über eine als Reibkupplung aus¬gebildete erste Antriebskopplungseinrichtung cO mit der ersten Getriebeeinrichtung 100 desFahrzeuggetriebes 2 zur Drehmomentübertragung verbindbar, ebenso möglich ist es anstelleder Reibkupplung eine Klauenkupplung als Antriebskopplungseinrichtung cO zu verwenden. Dieerste Getriebeeinrichtung 100 weist die mit dem Verbrennungsmotor 70 verbindbare ersteEingangswelle 10 der als Planetengetriebe ausgebildeten Umlaufgetriebeeinrichtung 40 und dieVorgelegewelle 30 auf.
[0087] Der elektromechanische Energiewandler 60 ist mittels seiner Welle 61 über eine alsKlauenkupplung ausgebildete zweite Antriebskopplungseinrichtung sO mit der zweiten Getrie¬beeinrichtung 200 des Fahrzeuggetriebes 2 zur Drehmomentübertragung verbindbar. Die zwei¬te Getriebeeinrichtung 200 weist die mit dem elektromechanischen Energiewandler 60 verbind¬bare zweite Eingangswelle 20 des Planetengetriebes 40 auf.
[0088] Das Planetengetriebe 40 weist neben den beiden Eingangswellen 10 und 20 eine Aus¬gangswelle 50 auf, die in unterschiedlichen Ausbildungen der hier beschriebenen Ausführungunmittelbar oder mittelbar über eine oder mehrere Übersetzungsstufen 3 mit einem Achsdiffe-renzial 4 und den dadurch antreibbaren Rädern bzw. Elementen des Fahrwerks zur Drehmo¬mentübertragung verbindbar, insbesondere verbunden, ist.
[0089] Das Planetengetriebe 40 weist weiter ein Sonnenrad 42 auf, welches mit der erstenEingangswelle 10 verbunden ist, und eine Planetenradanordnung 43, deren innere Planetenrä¬der 44 über innere Planetenträger 24 und deren äußere Planetenräder 46 über äußere Plane¬tenträger 26 und über den Planetenträgerflansch 23 mit der zweiten Eingangswelle 20 verbun¬den sind.
[0090] Dabei kann das Sonnenrad 42 mit den inneren Planetenräder 44 kämmen, die innerenPlanetenräder 44 mit den äußeren Planetenrädern 46, sowie die äußeren Planetenräder 46 mitdem Hohlrad 48 des Planetengetriebes 40, welches über den Flansch 51 mit der Ausgangswel¬le 50 verbindbar, insbesondere verbunden, ist.
[0091] Die zweite Antriebskupplung sO ist in Fig. 1 in der Leerlaufstellung der Kupplungsmuffe63 dargestellt, kann aber auch, manuell oder automatisch mittels einer nicht dargestellten Betä¬tigungseinrichtung einer Steuereinrichtung in eine erste Schaltstufe Za oder in eine zweiteSchaltstufe Zb geschaltet werden bzw. sein.
[0092] In der ersten Schaltstufe Za wird die Kupplungsmuffe 63 drehfest mit der Kupplungsba¬cke 64.1 der zweiten Antriebskupplung verbunden, wobei dazu - insbesondere nach einer Syn¬chronisation der Drehzahlen der Kupplungsmuffe 63 und der Kupplungsbacke 64.1 - komple¬mentär ausgebildete Klauen der Kupplungsmuffe 63 und der Kupplungsbacke 64.1 ineinander-greifen und so einen schlupffreien Schaltvorgang sicherstellen. Analog dazu können zum Schal¬ten der zweiten Schaltstufe Zb komplementär ausgebildete Klauen der Kupplungsmuffe 63 undder Kupplungsbacke 64.2 ineinandergreifen.
[0093] Die Kupplungsbacke 64.1 ist bei einer Schaltung der Schaltstufe Za mit dem - hierschrägverzahnt ausgebildeten - Stirnrad 65.1 der zweiten Antriebskupplung sO zur Drehmomen¬tübertragung verbunden. Über das Stirnrad 65.1 und das damit kämmende Stirnrad 21.1 derzweiten Eingangswelle 20 ist in dieser Schaltstufe Drehmoment mit einer vorbestimmten, für Zaspezifischen, Übersetzung der Drehzahl na an die zweite Eingangswelle 20 und damit an diePlanetenradanordnung 43 des Planetengetriebes 40 übertragbar. Analoges gilt bei einer Schal¬tung der Schaltstufe Zb für das Stirnrad 65.2 und das Stirnrad 21.2 bei einer anderen vorbe¬stimmten, für Zb spezifischen, Übersetzung der Drehzahl nb.
[0094] Die Stirnräder 21.1 bzw. 21.2 der zweiten Eingangswelle 20 sind auch mit Stirnrädern 38.1 bzw. 38.2 verbunden, welche in der in Fig. 1 dargestellten Leerlaufstellung der zweitenGetriebekupplung s2 drehbar auf der Vorgelegewelle 30 angeordnet sind.
[0095] Bei einer Schaltung der zweiten Getriebekupplung s2 in ihre erste Schaltstufe Z3 wirddas Stirnrad 38.1 drehfest mit der Vorgelegewelle 30 verbunden. Bei einer Schaltung der zwei¬ten Getriebekupplung s2 in ihre zweite Schaltstufe Z4 wird das Stirnrad 38.2 drehfest mit derVorgelegewelle 30 verbunden. Die Schaltstufen Z3 und Z4 weisen voneinander unterschiedli¬che, vorbestimmte Übersetzungen n3 bzw. n4 auf.
[0096] Die zweite Getriebekupplung s2 ist in der in Fig. 1 gezeigten Ausführung mit ihrer Kupp¬lungsmuffe 34 und ihren Kupplungsbacken 36.1 und 36.2 analog zu der zweiten Antriebskupp¬lung S 0 ausgebildet und weist insbesondere - gegebenenfalls der Einbauumgebung angepasst- deren in dieser Anmeldung beschriebene Merkmale auf.
[0097] Auf der Vorgelegewelle 30 ist auch die erste Getriebekupplung s1 mit ihrer Kupplungs¬muffe 33 angeordnet und mittels der drehfest an den Stirnrädern 37.1 bzw. 37.2 angeordnetenKupplungsbacke 35.1 bzw. 35.2 in ihre erste Schaltstufe Z1 bzw. ihre zweite Schaltstufe Z2schaltbar. Die Schaltstufen Z 1 und Z 2 weisen unterschiedliche, vorbestimmte Übersetzungenn-i bzw. n2 auf.
[0098] Die erste Getriebekupplung s1 ist in der in Fig. 1 gezeigten Ausführung mit ihrer Kupp¬lungsmuffe 33 und ihren Kupplungsbacken 35.1 und 35.2 analog zu der zweiten Antriebskupp¬lung sO und/oder der zweiten Getriebekupplung s2 ausgebildet und weist insbesondere - gege¬benenfalls der Einbauumgebung angepasst - deren in dieser Anmeldung beschriebene Merk¬male auf.
[0099] Die Stirnräder 37.1 und 37.2 können bei Schaltung der Kupplungsmuffe 33 hin zu derKupplungsbacke 35.1 (Schaltstufe Z1) bzw. der zweiten Kupplungsbacke 35.2 (Schaltstufe Z2)mit dem Stirnrad 11.1 bzw. dem Stirnrad 11.2 kämmen und sind somit mit der ersten Eingangs¬welle 10 zur Drehmomentübertragung verbindbar.
[00100] Die Reibkupplung oder Klauenkupplung cO zwischen der Welle 75 des Verbrennungs¬motors 70 und der ersten Eingangswelle 10 kann durch, manuelles oder mittels einer Betäti¬gungseinrichtung einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) automatisiertes, Anlegen der Reib¬flächen 12 und 72 aneinander, insbesondere unter Aufbringung eines Anpressdrucks zurDrehmomentübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 70 und der ersten Getriebeeinrich¬tung 100 und/oder dem Planetengetriebe 40 geschlossen werden.
[00101] Verschiedene Betriebssituationen beim Betrieb eines Fahrzeuges mit einem derartigenFahrzeuggetriebe 2 bzw. die entsprechenden Betriebsverfahren des Fahrzeuggetriebes 2 wer¬den nachfolgend in den Beschreibungen der Fig. 2 bis Fig. 5 dargelegt.
[00102] Dabei zeigen die in Doppellinien dargestellten Teile des Fahrzeuggetriebes 2 an, dassüber das entsprechende Teil ein Drehmoment übertragen wird.
[00103] Fig. 2 zeigt den Antriebsstrang 1 gemäß Fig. 1 in einem Schaltzustand des Fahrzeug¬getriebes 2, der einen rein elektrischen Fährbetrieb ermöglicht. Dazu wird in dieser Ausführungdas Sonnenrad 42 des Planetengetriebes 40 bezüglich Drehung festgelegt. Dies kann bei¬spielsweise bei geschlossener Kupplung cO durch eine in Figur 2 nicht dargestellte Festlegungdes Verbrennungsmotors 70 oder (hier nicht dargestellt) bei geöffneter Kupplung cO durch eineebenfalls nicht dargestellte Festlegung der ersten Eingangswelle 10.
[00104] Der elektromechanische Energiewandler 60 ist über seine Welle 61, die Kupplungs¬muffe 63 und die Kupplungsbacke 64.1 der zweiten Antriebskupplung sO sowie das Stirnrad 65.1 in der Schaltstufe Za mit der zweiten Eingangswelle 20 verbunden. Ein von dem elektro¬mechanischen Energiewandler 60 abgegebenes Drehmoment kann damit über die Planeten¬radträger 24 und 26 die Planetenradanordnung 43 antreiben. Über die Ausgangswelle 50 undeventuell verbaute Übersetzungen 3 kann über das Differenzial 4 Antriebsdrehmoment an dieangetriebenen Räder des Kraftfahrzeugs abgegeben werden.
[00105] Der elektrische Fährbetrieb gemäß der hier beschriebenen Ausführung kann aufgrundder Betriebscharakteristik des Energiewandlers 60 mit stufenloser Drehzahländerung erfolgen,dies ist auch dann der Fall, wenn die Drehmomentübertragungsvorrichtung in diskreten Schalt¬stufen geschaltet wird.
[00106] Umgekehrt ist in einem Verzögerungs- bzw. Bremsbetrieb des Fahrzeuges ein Einsatzdes elektromechanischen Energiewandlers 60 über den beschriebenen Drehmomentfluss alsGenerator zum Befüllen eines als Batterie bzw. Akkumulator ausgebildeten Energiespeichersmöglich.
[00107] Fig. 3 zeigt den Antriebsstrang 1 gemäß Fig. 1 in einem Schaltzustand des Fahrzeug¬getriebes, der einen schaltstufenfreien Fährbetrieb mit beiden Antriebseinrichtungen ermöglicht.Dabei ist sowohl der Verbrennungsmotor 70 als auch der elektromechanische Energiewandler60 zur Drehmomentübertragung mit dem Planetengetriebe 40 verbunden.
[00108] Die Reibkupplung oder Klauenkupplung cO ist geschlossen; die Klauenkupplung sObefindet sich in der Schaltstufe Za, oder wie hier nicht dargestellt, in der Schaltstufe Zb.
[00109] Der Verbrennungsmotor 70 kann über die erste Eingangswelle 10 das Sonnenrad 42des Planetengetriebes 40 mit Drehmoment beaufschlagen. Zwischen dem elektromechani¬schen Energiewandler 60 und der Planetenradanordnung 43 des Planetengetriebes 40 ist überdie zweite Eingangswelle 20 Drehmoment in beide Richtungen übertragbar.
[00110] So kann der Verbrennungsmotor 70 beispielsweise immer in einem verbrauchs-und/oder verschleißoptimierten Bereich eines Drehzahl-Drehmoment-Kennfeldes betriebenwerden, wobei die von einem Fahrer des Kraftfahrzeuges gewünschte Drehzahl durch entspre¬chende Steuerung, beispielsweise mittels der Steuereinrichtung, des elektromechanischenEnergiewandlers 60 bereitgestellt werden kann.
[00111] Der Verbrennungsmotor 70 liefert dann ein konstantes Drehmoment bei einer konstan¬ten Drehzahl, wobei diese von dem Drehmoment bzw. einer Drehzahl des elektromechanischenEnergiewandler 60 unter Vermittlung des Planetengetriebes 40 auf der Ausgangswelle 50 der¬art überlagert werden, dass der Drehzahl- bzw. Drehmomentwunsch des Fahrers des Kraftfahr¬zeuges realisiert werden kann. Weiter ist es insbesondere aufgrund des festvorgegebenenDrehmomentverhältnisses der Drehmomentübertragungsvorrichtung auch möglich, sowohl dasDrehmoment des Verbrennungsmotors 70 als auch des elektromechanischen Energiewandlers40 so zu regeln, dass der Drehmomentwunsch des Fahrers des Kraftfahrzeuges realisiert wird.
[00112] Fig. 4 zeigt den Antriebsstrang 1 gemäß Fig. 1 in einem Schaltzustand des Fahrzeug¬getriebes, der eine Auswahl eines Wirkungsgrad- und/oder verschleißoptimierten Bereichs einesDrehzahl-Drehmoment-Kennfeldes des elektromechanischen Energiewandlers 60 ermöglicht.
[00113] In der Darstellung der Fig. 4 ist die erste Getriebekupplung s1 in die Schaltstufe Z1geschaltet; die zweite Getriebekupplung s2 ist in die Schaltstufe Z3 geschaltet. Durch entspre¬chende Kombination der Schaltstufen Za und Zb mit den Schaltstufen Z 1 bis Z 4 ist eine Mehr¬zahl unterschiedlicher Drehzahlübersetzungen bei gleicher Drehmomentabgabe des elektrome¬chanischen Energiewandlers 60 erreichbar. Weiter ist es unter Einbeziehung der Kupplung sOauch ermöglicht weiter Schaltstufen der Drehmomentübertragungseinrichtung zu nutzen, vorlie¬gend ergibt sich so die Möglichkeit bis zu 8 Schaltstufen (4x2) zu schalten, je nach Überset¬zungsverhältnis der einzelnen Gangstufen ist es möglich, dass dabei nicht alle nutzbar sind.Dadurch kann der Energiewandler 60 in einem optimalen Wirkungsgradbereich betrieben wer¬den, denn insbesondere entgegen einem gängigen Vorurteil weisen Elektromotoren durchausdrehzahlabhängig unterschiedliche Wirkungsgrade auf.
[00114] Fig. 5 zeigt den Antriebsstrang 1 gemäß Fig. 1 in einem Schaltzustand des Fahrzeug¬getriebes, der eine Speicherung von Drehmoment aus dem Verbrennungsmotor 70 in einem,dem elektromechanischen Energiewandler 60 zugeordneten Energiespeicher (nicht dargestellt)ermöglicht, ohne dass dabei Reibungsverluste durch eine Führung des Kraftflusses über dasPlanetengetriebe 40 auftreten.
[00115] Durch eine Schaltung bzw. Schließung von einer, zwei, drei oder allen Kupplungen cO,sO, slund s2 des Fahrzeuggetriebes 2 (hier Schaltstellungen beispielhaft: cO geschlossen, sO inZa, s1 in Z1 und s2 in Z3) kann ein Drehmoment, welches der Verbrennungsmotor 70, bei¬spielsweise zusätzlich, zu dem von dem Benutzer des Fahrzeuges benötigten Drehmomentabgibt, von der ersten Eingangswelle 10 über die Vorgelegewelle 30 auf die zweite Eingangs¬welle 20, und von dieser auf die Welle 61 des elektromechanischen Energiewandlers 60, der indiesem Fall als Generator betrieben wird, übertragen werden.
[00116] Damit kann beispielsweise eine Batterie aufgeladen werden, wobei die elektrischeEnergie dieser Batterie in einer späteren Fahrsituation des Kraftfahrzeuges in einem Motorbe¬trieb des elektromechanischen Energiewandler 60 wieder in Form von Drehmoment an dasDifferenzial 4 abgegeben werden kann.
[00117] Fig. 6 zeigt einen Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeuggetriebe 2in einem Leerlaufbetriebszustand gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung in einer starkschematisierten Schnittansicht.
[00118] In dieser Ausführung ist eine erste Kupplungsmuffe 34a der zweiten Getriebekupplungs2 auf der Vorgelegewelle 30 angeordnet. Eine zweite Kupplungsmuffe 34b der zweiten Getrie¬bekupplung s2 ist hingegen auf der ersten Eingangswelle 10 des Planetengetriebes 40 ange¬ordnet.
[00119] Die beiden Kupplungsmuffen 34a und 34b sind zur gemeinsamen gleichsinnigenSchaltung mittels der gleichsinnigen Kupplungsmuffenverbindung 39.1 verbunden. Der Schalt¬verbund der beiden Kupplungsmuffen 34a und 34b kann neben einer Leerlaufstellung entwederin einer ersten Schaltstellung mit dem auf der Vorgelegewelle 30 drehbar angeordneten Stirn¬rad 38.1 mittels der Kupplungsbacke 36.1 drehfest verbunden werden oder in einer zweitenSchaltstellung mittels dem auf der ersten Eingangswelle 10 des Planetengetriebes 40 drehbarangeordneten Stirnrad 21.1 mittels der Kupplungsbacke 36.3 drehfest verbunden werden. DasStirnrad 38.2 ist drehfest mit der Vorgelegewelle 30 verbunden.
[00120] Fig. 7 zeigt einen Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeuggetriebe 2in einem Leerlaufbetriebszustand gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung in einer starkschematisierten Schnittansicht.
[00121] In dieser Ausführung sind die Kupplungsmuffe 34a und 34b zur gemeinsamen gegen¬seitigen Schaltung mittels der gegensinnigen Kupplungsmuffenverbindung 39.2 verbunden. DasStirnrad 38.2 ist drehbar auf der Vorgelegewelle 30 angeordnet.
[00122] Der Schaltverbund der beiden Kupplungsmuffen 34a und 34b kann neben einer Leer¬laufstellung in einer ersten Schaltstellung gleichzeitig mit dem auf der Vorgelegewelle 30 dreh¬bar angeordneten Stirnrad 38.1 mittels der Kupplungsbacke 36.1 und mit dem auf der erstenEingangswelle 10 des Planetengetriebes 40 drehbar angeordneten Stirnrad 21.1 mittels derKupplungsbacke 36.3 drehfest verbunden werden.
[00123] In einer zweiten Schaltstellung der beiden Kupplungsmuffen 34a und 34b kann dieerste Kupplungsmuffe 34a mit den Kupplungsbacke 36.2 des Stirnrads 38.2 verbunden werden.Die zweite Kupplungsmuffe 34b verbleibt dann in einer Leerlaufstellung. Weiter ist es ermöglichtmittels einer Betätigung der Kupplung s1 (33/35.1 oder 33/35.2) Drehmoment auf die Vorgele¬gewelle 30 zu leiten.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Antriebsstrang 2 Fahrzeuggetriebe (Drehmomentübertragungsvorrichtung) 3 Übersetzungsstufe 4 Differenzial 10 erste Eingangswelle 11 Stirnrad der ersten Eingangswelle 12 Reibfläche der ersten Antriebskupplung 20 zweite Eingangswelle 21 Stirnrad der zweiten Eingangswelle 23 Planetenträgerflansch 24 innerer Planetenträger 26 äußerer Planetenträger 30 Vorgelegewelle 33 Kupplungsmuffe der ersten Getriebekupplung 34 Kupplungsmuffe der zweiten Getriebekupplung 35 Kupplungsbacke der ersten Getriebekupplung 36 Kupplungsbacke der zweiten Getriebekupplung 37 Stirnrad der ersten Getriebekupplung 38 Stirnrad der zweiten Getriebekupplung 39.1 gleichsinnige Kupplungsmuffenverbindung 39.2 gegensinnige Kupplungsmuffenverbindung 40 Planetengetriebe 42 Sonnenrad 43 Planetenradanordnung 44 inneres Planetenrad 46 äußeres Planetenrad 48 Hohlrad 50 Ausgangswelle 51 Flansch 60 elektromechanischer Energiewandler 61 Welle des elektromechanischen Energiewandlers 63 Kupplungsmuffe 64 Kupplungsbacke der Antriebskupplung 65 Stirnrad der Antriebskupplung 70 Verbrennungsmotor 72 Reibfläche der ersten Antriebskupplung 75 Welle des Verbrennungsmotors 100 erste Getriebeeinrichtung 200 zweite Getriebeeinrichtung cO erste Antriebskupplung s0 zweite Antriebskupplung s1 erste Getriebekupplung s2 zweite Getriebekupplung Z1 erste Stirnradstufe der ersten Getriebekupplung Z2 zweite Stirnradstufe der ersten Getriebekupplung Z3 erste Stirnradstufe der zweiten Getriebekupplung Z4 zweite Stirnradstufe der zweiten GetriebekupplungZa erste Stirnradstufe der Antriebskupplung
Zb zweite Stirnradstufe der Antriebskupplung

Claims (15)

  1. Patentansprüche 1. Drehmomentübertragungsvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Antriebsein¬richtung (70) und einer zweiten Antriebseinrichtung (60), wobei die zweite Antriebseinrich¬tung (60) insbesondere als elektromechanischer Energiewandler ausgebildet ist, mit - einer Umlaufgetriebeeinrichtung (40) mit wenigstens einem Sonnenrad (42), wenigstenseiner Planetenradanordnung (43), wenigstens einem Hohlrad (48), und einer ersten Ein¬gangswelle (10), einer zweiten Eingangswelle (20) sowie einer Ausgangswelle (50), - einer ersten schaltbaren Getriebeeinrichtung (100), mit einer Vorgelegewelle (30) undeiner weiteren Getriebewelle (10) wobei diese Getriebewelle (10) und die erste Ein¬gangswelle (10) der Umlaufgetriebeeinrichtung (40) zusammenfallen und - einer zweiten schaltbaren Getriebeeinrichtung (200), mit einer ersten Welle (61) und ei¬ner zweiten Welle (20) wobei die erste Welle (61) drehmomentleitend mit der zweitenAntriebseinrichtung (60) verbindbar ist und die zweite Welle (20) mit der zweiten Ein¬gangswelle (20) der Umlaufgetriebeeinrichtung (40) zusammenfällt, wobei - die erste Eingangswelle (10) drehfest mit dem Sonnenrad (42) verbunden ist, - die zweite Eingangswelle (20) drehfest mit einem Planetenträger (24, 26) der Planeten¬radanordnung (43) verbunden ist, - die erste Eingangswelle (10) der Umlaufgetriebeeinrichtung (40) über die Vorgelegewel¬le (30) mittels einer ersten Getriebekopplungseinrichtung (s1) zur Drehmomentübertra¬gung verbindbar ist, und - die zweite Eingangswelle (20) der Umlaufgetriebeeinrichtung (40) über die Vorgelege¬welle (30) mittels einer zweiten Getriebekopplungseinrichtung (s2) zur Drehmomentüber¬tragung verbindbar ist.
  2. 2. Drehmomentübertragungsvorrichtung (2) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass - die erste Eingangswelle (10) der Umlaufgetriebeeinrichtung (40) mittels einer ersten An¬triebskopplungseinrichtung (cO) mit einer Welle (75) der ersten Antriebseinrichtung (70)zur Drehmomentübertragung verbindbar ist, - die Umlaufgetriebeeinrichtung (40) über die zweite Getriebeeinrichtung (200) mittels ei¬ner zweiten Antriebskopplungseinrichtung (sO) mit der zweiten Antriebseinrichtung (60)zur Drehmomentübertragung verbindbar ist.
  3. 3. Drehmomentübertragungsvorrichtung (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebekopplungseinrichtung (s1), die zweiteGetriebekopplungseinrichtung (s2) und/oder die zweite Antriebskopplungseinrichtung (sO)als, insbesondere synchronisierte, Klauenkupplung ausgebildet ist.
  4. 4. Drehmomentübertragungsvorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurchgekennzeichnet, dass wenigstens eine dieser Getriebekopplungseinrichtungen mit einerweiteren, auf einer der Eingangswellen angeordneten, Getriebekopplungseinrichtung zurgemeinsamen, insbesondere gleichsinnigen oder gegensinnigen, Schaltung verbunden ist.
  5. 5. Drehmomentübertragungsvorrichtung (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede von der ersten Getriebekopplungseinrichtung (s1),der zweiten Getriebekopplungseinrichtung (s2) und der zweiten Antriebskopplungseinrich¬tung (sO) jeweils in eine Leerlaufstellung sowie in eine erste (Z1; Z3; Za) und in eine zweite(Z2; Z4; Zb), sich voneinander in einem Drehzahlverhältnis unterscheidende, Getriebe¬schaltstufe schaltbar ist, wobei diese Getriebeschaltstufen (Za, Zb, Z1 -4) vorzugsweise als,gerad- oder schrägverzahnte, Stirnradpaare (11,37; 21,38; 21,65) ausgebildet sind.
  6. 6. Drehmomentübertragungsvorrichtung (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, ge¬kennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer Drehzahl und/odereines Drehmoments wenigstens einer der Antriebseinrichtungen (70; 60) und/oder zurSteuerung von Schaltvorgängen wenigstens einer der Antriebs- (cO; sO) bzw. Getriebe¬kopplungseinrichtungen (s1; s2).
  7. 7. Kraftfahrzeug mit einer ersten und einer zweiten Antriebseinrichtung (70; 60) und mit einerDrehmomentübertragungsvorrichtung (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche.
  8. 8. Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (2) gemäß einem dervorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebeeinrichtung(200) mittels der zweiten Antriebskopplungseinrichtung (sO) in eine erste Antriebsschaltstu¬fe (Za) oder zweite Antriebsschaltstufe (Zb) geschaltet wird.
  9. 9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebskopp¬lungseinrichtung (sO) geschlossen wird.
  10. 10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichenzeitgleich oder zeitversetzt die erste Getriebekopplungseinrichtung (s1) in eine ihrer Ge¬triebeschaltstufen (Z1, Z2) geschaltet wird, und dass- die zweite Getriebekopplungseinrich¬tung (s2) in eine ihrer Getriebeschaltstufen (Z3, ZA) geschaltet wird.
  11. 11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten (70)und der zweiten (60) Antriebseinrichtung ein Drehmoment übertragen wird, insbesonderevon der ersten (70) zur zweiten (60) Antriebseinrichtung.
  12. 12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor demAbschluss eines Schaltvorgangs einer der Getriebekopplungseinrichtungen (s1, s2) oderder zweiten Antriebskopplungseinrichtung (sO) hin zu einer ersten (Z1; Z3; Za) oder einerzweiten (Z2; Z4; Zb) Schaltstufe eine Drehzahldifferenz zwischen einem ersten (33; 34; 63)und einem zweiten (35; 36; 64) Kopplungspartner reduziert, insbesondere im Wesentlichenbeseitigt, wird.
  13. 13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass einDrehmoment der zweiten Antriebseinrichtung (60) in Abhängigkeit von einem Schaltvor¬gang wenigstens einer der Getriebekopplungseinrichtungen (s1, s2) erhöht wird, wobeiinsbesondere eine durch den Schaltvorgang reduzierte Drehmomentübertragung wenigs¬tens teilweise ausgeglichen wird.
  14. 14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass diezweite Antriebskopplungseinrichtung (sO) sowie die erste (s1) und die zweite (s2) Getrie¬bekopplungseinrichtung im Wesentlichen schlupffrei geschaltet werden.
  15. 15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass diezweite Antriebseinrichtung (60) bezüglich Drehmoment und/oder Drehzahl gegenläufig zurersten Antriebseinrichtung (70) betrieben wird, sodass die erste (10) und die zweite (20)Eingangswelle zueinander gegenläufig rotieren. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
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